Globalno segrevanje se iz dneva v dan povečuje in naj bi imelo daljnosežen, dolgotrajen in uničujoč učinek na planet Zemljo. Za boj proti situaciji različna podjetja delajo svoje. Aerostrovilos Energy, avtomobilski zagon IIT-Madras, ki se je inkubiral, se je leta 2017 pridružil skupini z idejo o razvoju plinskih turbin, ki se v glavnem uporabljajo za vesoljski pogon ali veliko proizvodnjo električne energije od deset do sto MW Plinske turbine so najčistejše kurilne naprave, ki se lahko prilagodijo različnim gorivom in tako s pomočjo biogoriv ustvarijo neto nevtralni ekosistem ogljika.
Zanima nas, kako podjetje in kako učinkovite so njihove rešitve za zmanjšanje vpliva na okolje, smo se posedli z Rohitom Groverjem, soustanoviteljem in izvršnim direktorjem Aerostrovilos Energy. Med opravljanjem univerzitetnega in vesoljskega inženirstva se je Rohit močno zanimal za tehnologijo in razumel, da v Indiji obstaja velika vrzel v razvoju tehnologije reaktivnih motorjev. Želel ga je pionirati in si prizadevati za spremembo tehnologije reaktivnih motorjev.
Rohit si je vzel čas iz zasedenega urnika in z ekipo CircuitDigest delil idejo o ustanovitvi podjetja, način dela, zgodbo o uspehu Aerostrovilos Energy in še veliko več.
Q. "Aerostrovilos Energy" je znan po proizvodnji prve indijske avtohtone plinske turbine za proizvodnjo električne energije. Kakšna je bila vaša pot pri tem?
To podjetje smo ustanovili leta 2017 z majhno ekipo treh fantov, zdaj pa smo se zdaj razširili na multidisciplinarno ekipo z 10 člani, pri čemer jih je bilo veliko tudi iz IIT Madras in drugih IIT. Hvaležni smo za neizmerno podporo, ki smo jo dobili od laboratorijev IIT Madras, in sicer NCCRD, ki je največje raziskovalno središče na svetu za tovrstno tehnologijo. Prav tako smo imeli srečo, da smo se lahko inkubirali v inkubacijski celici IIT Madras, ki je bila po svojih najboljših tehnoloških startupih uvrščena med najboljše v državi. Sprva smo začeli z razvojem 20kW stroja, ki se je vrtel okoli nakupa nekaterih komponent in testiranja naših obstoječih IP komponent. V prihodnosti smo se popolnoma lotili razvoja sistema s 100 kW iz nič.
Q. Prosimo, osvetlite dotacije, ki jih ima Aerostrovilos Energy. Kako koristen se je izkazal IITM?
Imeli smo srečo, da smo v okviru njihovega projekta Ankur za razvoj naših izdelkov prejeli finančno podporo kot donacijo podjetja Bharat Petroleum. Prav tako smo lahko uporabili tehnologijo iz laboratorija NCCRD za plinsko turbinsko zgorevanje, zaradi česar je naš sistem veliko boljši od obstoječih turbinskih tehnologij. Poleg tega smo hvaležni, da dobimo podporo od inkubacijske celice za financiranje, povezave z vlagatelji, mentorje in druge pravne in CS storitve.
Q. Povejte nam nekaj o LX-101, 100kW mikro plinskem turbinskem generatorju. Katere so glavne uporabe teh turbin?
Danes mikro turbine za 100kW močise uporabljajo v neprekinjenih elektroenergetskih operacijah, kot so naftne ploščadi, decentralizirana energija, industrijska soproizvodnja. Te aplikacije imajo običajno nezanesljivo mrežo, zaradi česar so turbine, ki so izjemno zanesljive kot popolna rešitev. Ima izredno nizke zahteve glede obratovanja in vzdrževanja. Vendar pa zaradi izredno visokih kapitalskih stroškov, običajno 10-krat dizelskega agregata, ni bil uporabljen kot rezervna energija, temveč le kot glavna moč, zato ima zelo majhen tržni delež. V začetku leta 2010, ko so bili stroški akumulatorja visoki; turbinske generatorje so številna podjetja preizkušala kot razširitev dosega in se zaradi visokih stroškov niso premaknila v obseg proizvodnje. Zdaj z našo inovacijo,materialne zahteve lahko znižamo na manj eksotično in avtomobilsko kategorijo in s tem znižamo stroške na ravni obstoječe tehnologije dizelskih motorjev. To mu lahko zdaj omogoča iskanje aplikacij na dizelskem motorju in na trgu električnih vozil.
Q. Kako delujejo te fleksibilne mikro plinske turbine (MGT)? Kakšen je njen pomen?
Mikro plinske turbine so podobne tehnologiji Jet Engine, ki poganja letalo ali velike elektrarne na plinske turbine, ki poganjajo naša mesta. Gre za miniaturizirano različico istega. Medtem ko lahko večji doseže od nekaj megavatov do 100 megavatov, vendar je mikro turbina v območju 20-200 kilovatov.
Osnovna tehnologija je enaka tisti, ki uporablja Braytonov cikel, pri katerem se dovodni zrak stisne na višji tlak, sežge v zgorevalni komori in razširi po turbini, da ustvari moč gredi, ki jo je mogoče uporabiti za pogon generatorja. Za razliko od večjih turbin so lahko mikroturbine popolnoma brez olja. Mikro turbine so načeloma prožne za gorivo, kar zahteva nekaj sprememb v zgorevalni komori za različna goriva. Vendar pa nam z našo edinstveno tehnologijo zgorevalnih komor tudi tega ni treba storiti. Pri tekočem ali plinastem gorivu je za izbiro goriva potrebna manjša sprememba v cevovodu za gorivo in isti stroj lahko poganja različne vrste goriv, začenši s CNG, UNP, dizelskim gorivom, bencinom, bioplinom, biodizlom itd.
Turbine, za razliko od setov DG, gorijo v naših kuhinjskih pečeh popolnoma kot gorilniki na UNP in imajo zelo malo emisij onesnaževal. Tudi ravni emisij so 20–30-krat nižje od najstrožjih BSVI. Po velikosti so petkrat manjši in osemkrat lažji od dizelskega motorja z enako močjo.
V: Kako lahko mikro plinske turbine (MGT) uporabljamo v avtomobilih? Kakšne prednosti ima pred motorji IC in EV?
Mikro plinske turbine so že prej preizkušali v vozilu, vendar so bile mehansko povezane s pogonskim sklopom za pogon vozila. Vendar pa bodo v tem primeru proizvajali električno energijo in se bodo uporabljali za pogon elektromotorja EV. To je podobno serijskim hibridnim EV, kjer imamo vgrajeni generator, ki bo v tem primeru turbinski generator. V bistvu bo spredaj EV z EV pogonskim sklopom in z 90% akumulatorja, ki ga bo nadomestil ustrezen MGT generator.
Generatorji MGT imajo različne prednosti pred IC motorji. Načeloma so fleksibilna in lahko poganjajo različna tekoča in plinasta goriva, vključno z biogorivi. So 8-krat lažji in 10-krat kompaktni kot ICE, skoraj nič vibracij, hrup pa je mogoče enostavno obvladati z ohišjem. Primeren tehnologija za izgorevanje, da uvajamo imenovan Lean Neposredni rezultati injection emisij bistveno nižji onesnaževal in z večjo učinkovitostjo, CO 2 odtis je tudi občutno znižale. ICE ima obdobje vzdrževanja 500 ur (30.000 km) in življenjsko dobo 10.000 ur (6, 00.000 km), medtem ko bodo imele turbine vzdrževalni cikel 10.000 ur in življenjsko dobo 40.000 ur, kar je veliko več kot ICE.
UPrednosti pred električnimi vozili postanejo mamutne, če upoštevamo težka gospodarska vozila, ki so potrebna za prevoz blaga na dolge razdalje. Trenutne omejitve v tehnologiji baterijglede na gostoto in doseg omejujejo njegovo uporabo v tem segmentu vozil, tu pa bodo imele turbine pomembno vlogo v prihodnosti in bodo v prihodnjih desetletjih nova tehnologija za ta segment. Danes so na voljo proizvodne metode, ki omogočajo proizvodnjo turbin v razsutem stanju, pri čemer ima naša tehnologija LDI pomembno vlogo pri spuščanju CapeX za turbino in na splošno za turbinsko električno vozilo (TEV), tako da CapEx bo enak ICE. Poleg tega lahko z električnim pogonskim sklopom doseže boljšo ekonomičnost in povzroči, da je OpeX skoraj enak EV kot kombinacija CNG in dizelskega goriva. V baterije imajo omejeno življenjsko dobopribližno 8 lakh km, medtem ko lahko turbina še naprej vozi 3-4 krat. Končno je prednost fleksibilnosti goriva v zmožnosti uporabe dizelskega goriva, bencina, infrastrukture za stisnjeni zemeljski plin, kasneje pa je nemoteno preiti na bioetanol.
Q. Ali so ti MGT dovolj kompaktni, da se lahko prilegajo avtomobilom? Kako bi predstavo primerjali z EV?
Turbine lahko enostavno namestite v vozilo, saj je lažje od ICE. Kot sem že rekel spredaj, je kot EV in ga poganja električni motor. Turbina je glavni vir energije za te motorje z majhno baterijo, ki bo uporabljena za določeno dodatno moč za hitro pospeševanje ali pa se bo med zaviranjem napolnila.
Q. Glavni poudarek na EV je zaradi njegovih okoljskih koristi, ali lahko MGT tekmuje z električnimi vozili glede onesnaženosti zraka?
Ja absolutno! Sektor, na katerega se osredotočamo, so težka vozila, ki so eden največjih krivcev za onesnaževanje, baterijska tehnologija pa bo morda potrebovala še 20 let po vsem svetu, da bo lahko dohitela razvita gospodarstva in morda veliko več kot Indija. Če to primerjamo z obstoječim tovornjakom ICE, ki bi ostal enak naslednjih 30-40 let, lahko skokovito zmanjšamo emisije. Prav tako računamo na CNG in goriva na osnovi biogoriv, skupaj z elektrifikacijo, kot del vladnega načrta za prihodnjo energijo za zmanjšanje emisij. Tu je nekaj številk za referenco za tovornjak / avtobus.
wrt do ICE- 100 ton CO 2; 50 ton CO & NOx, 10 ton zmanjšanja delcev na leto.
wrt do EV (glede na omrežje z ogljičnim odtisom) - 50 ton CO 2 letno
Q. Ali bodo avtomobili z motorjem MGT varčnejši od IC Engine?
Da, pri mešani uporabi dizelskega goriva in CNG se lahko stroški goriva znatno zmanjšajo do trikrat v primerjavi z ICE.
Q. Ali ste svoje turbine že preizkusili v avtomobilski industriji? Kakšne izzive pričakujete v tem procesu?
Turbine moramo še preizkusiti z vozilom, zato tesno sodelujemo z nekaj proizvajalci originalne opreme, ki so v segmentu gospodarskih vozil. Dobavili bi jim stroj. Izziv, s katerim bi se lahko soočili, bi bil v integraciji tehnologije z njihovo platformo. Poleg tega lahko obstajajo določeni izzivi s strani zakonodaje v zvezi s subvencijami in rabatom za davek na blago itd. Turbine so čistejše od ledu in bi morale biti tudi pod subvencijami. Druge države subvencionirajo vozila z novim konceptom, kot je hibrid. To je treba storiti tudi tukaj.
Q. Prilagodljivi MGT-ji za gorivo bodo postali glavno mesto pri zamenjavi obstoječih sklopov DG za rezervno moč. Kako daleč je res?
To je verjeten scenarij. Turbine obstajajo že od 40. do 50. let. Zamenjali so batne motorje, potem zaradi njihove vrhunske zanesljivosti in zmogljivosti ter z nekaterimi novostmi, ki jih prinašamo; vsekakor lahko storijo enako za prizemne aplikacije, vključno z nabori DG. USP turbine je v prožnosti goriva ali zmožnosti obratovanja z nizko kalorično vrednostjo ali umazanimi gorivi, kot so bioplin, sintetični plin itd., Ki se jim ICE skušajo prilagoditi. Ko se za plinske turbine vzpostavi obsežna proizvodnja plinskih turbin z uporabo obstoječih cenejših materialov in proizvodnih standardov, ki se uporabljajo za izdelavo turbinu podobnega sestavnega dela, imenovanega Turbopolnilnik, lahko tekmujejo z nabori DG glede različnih vidikov, ki vključujejo učinkovitost, zanesljivost, emisije itd..
Q. Vaše podjetje je za 10-krat zmanjšalo vnaprejšnje stroške mikro plinskih turbinskih generatorjev. Kako je bilo to mogoče? S kakšnimi težavami ste se srečevali?
Nekateri od vas morda veste o turbopolnilniku. Ti so po konstrukciji in načelu podobni MGT. Proizvajajo se v razsutem stanju in se uporabljajo z ICE, ki poganjajo dizelsko gorivo, da izboljšajo njegovo zmogljivost. Masovno jih izdelujejo iz cenejših materialov in dobro uveljavljenih proizvodnih postopkov. Isti postopek nameravamo uporabiti za izdelavo naših MGT-jev, ulov pa je naša tehnologija LDI, ki zdaj omogoča uporabo teh procesov za izdelavo MGT-jev.
Morali smo razmišljati od prvega načela in razumeti, zakaj plinske turbine ne morejo biti cenejše in kaj jim preprečuje, da bi bile take, in ugotovili, da gre za eksotični izbor materialov, ki gre za letalski stroj. Toda za avtomobilsko uporabo z določenimi spremembami v naši regiji zgorevanja smo uspeli znižati temperature, zaradi katerih nismo morali več uporabljati tistih eksotičnih materialov in proizvodnih postopkov, sprejetih za letalske turbine ali reaktivne motorje.
Q. Kateri so drugi tehnološko napredni izdelki, ki jih je postavilo vaše podjetje?
Prva linija izdelkov, ki jo načrtujemo, je 120kW paleta izdelkov za težka komercialna vozila. Kasneje bomo predstavili ustrezne izdelke za različne segmente gospodarskih vozil z močjo od 20kW do 200kW. Za gen-set trg bomo uporabljali enake izdelke in jih začeli kombinirati ter lahko ponudimo zmogljivost do 1 MW za porazdeljeno proizvodnjo električne energije, ki uporablja čistejša goriva, kot so zemeljski plin, bioplin ali proizvodni plin. Sčasoma bomo prinesli nadaljnje novosti v naši tehnologiji za različne podsisteme, ki jih trenutno uvozimo.