Rankine Organic Cycle Solar Systems για Οικιακές Εφαρμογές

4
Rankine Organic Cycle Solar Systems για Οικιακές Εφαρμογές

Το έργο στοχεύει στην ανάπτυξη ενός καινοτόμου συστήματος μικροσυμπαραγωγής βασισμένο στην τεχνολογία ORC για οικιακές ή μικρές εφαρμογές πολιτικού χαρακτήρα.

Τα συστήματα κύκλου Rankine με οργανικό υγρό αναπτύσσονται στο πλαίσιο του ευρωπαϊκού έργου Innova Microsolar.

Για την επίτευξη των φιλόδοξων στόχων που θέτει η Συμφωνία του Παρισιού, ένα αυξανόμενο ποσοστό ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έχει εισαχθεί στο μείγμα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας τα τελευταία χρόνια, χάρη σε νέους κανονισμούς και επιδοτήσεις. Έτσι, οι τεχνολογίες μικροσυμπαραγωγής ή συμπαραγωγής που βασίζονται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα μπορούσαν να συμβάλουν στη μεγαλύτερη ασφάλεια του ενεργειακού εφοδιασμού, μαζί με έναν πιο αξιόπιστο, καθαρό και λιγότερο κερδοσκοπικό εφοδιασμό.

Αν και οι κινητήρες εσωτερικής καύσης είναι η πιο καθιερωμένη και διαδεδομένη τεχνολογία μικροσυμπαραγωγής ή CCHP, απαιτούνται ορισμένες τεχνολογικές εξελίξεις για να διατηρηθούν σε λειτουργία όταν τροφοδοτούνται από ανανεώσιμα καύσιμα.

Στον οικιακό τομέα, η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία ανανεώσιμων πηγών για την παραγωγή θερμικής ενέργειας είναι αυτή τη στιγμή η ηλιακή θερμική, λόγω της ευκολίας εγκατάστασης και της καλής απόδοσης μετατροπής που επιτυγχάνεται στην περίπτωση συστημάτων εκκενώμενων σωλήνων.

Ωστόσο, για την προώθηση της διάδοσης συστημάτων μικροσυμπαραγωγής και CCHP στον οικιακό τομέα, χρειάζονται ηλιακές τεχνολογίες ικανές να φτάσουν υψηλότερες θερμοκρασίες, οι οποίες σε συνδυασμό με συστήματα κύκλου Rankine (ORC) οργανικών ρευστών μπορούν να μετατρέψουν αποτελεσματικά την ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει σε ηλεκτρική και θερμική ενέργεια μέτρια/χαμηλή θερμοκρασία.

Για το λόγο αυτό, τα τελευταία χρόνια πολλοί ερευνητές έχουν επικεντρώσει τις προσπάθειές τους στη μελέτη και ανάπτυξη ηλιακών συστημάτων ORC μικρής κλίμακας για να κάνουν αυτή την τεχνολογία πιο αποτελεσματική και προσαρμόσιμη στον οικιακό τομέα.

Αυτό είναι το πλαίσιο του ευρωπαϊκού έργου Innova Microsolar, ενός έργου που στοχεύει στην ανάπτυξη ενός καινοτόμου συστήματος μικροσυμπαραγωγής βασισμένο στην τεχνολογία ORC για μικρής κλίμακας οικιακές ή αστικές εφαρμογές.

Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται από μια μονάδα ORC 2kWe/18kWt, η οποία λαμβάνει θερμότητα σε θερμοκρασίες της τάξης των 250°C από ένα σύστημα ηλιακού συμπυκνωτή που βασίζεται σε γραμμικούς ανακλαστήρες Fresnel.

Η μονάδα παραγωγής είναι επίσης εξοπλισμένη με σύστημα αποθήκευσης θερμότητας υλικού αλλαγής φάσης για να εγγυάται την παραγωγή θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας ακόμη και απουσία ηλιακής ακτινοβολίας για χρονικό διάστημα περίπου 3-4 ωρών.

Τέλος, ένα έξυπνο σύστημα ελέγχου επιτρέπει τη διαχείριση του ολοκληρωμένου συστήματος ακόμη και εξ αποστάσεως με τη χρήση τεχνικών hardware-in-the-loop.

Το σύστημα δοκιμάζεται και δοκιμάζεται στο Almatret (Ισπανία) για να ελεγχθεί η απόδοση και η αξιοπιστία του με την αλλαγή της εποχής. Οι πρώτες δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν τον Οκτώβριο του 2021 απέδειξαν την ικανότητα της μονάδας ORC να επιτύχει την ονομαστική απόδοση: αποκτήθηκε ισχύς 2 kWe με ταχύτητα περιστροφής διαστολέα 45.000 rpm. Τον επόμενο Νοέμβριο, ωστόσο, η περιορισμένη ακτινοβολία δεν επέτρεψε την επίτευξη των ονομαστικών τιμών, αλλά απέδειξε την καλή προσαρμοστικότητα της μονάδας ORC σε διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες.

Τους επόμενους μήνες, το σύστημα θα δοκιμαστεί για υψηλότερες τιμές ακτινοβολίας και μεγαλύτερες περιόδους με απώτερο στόχο να εγγυηθεί περίπου το 60% της ενέργειας που απαιτείται από ένα μέσο σπίτι, συμβάλλοντας έτσι σημαντικά στην απεξάρτηση από τις ανθρακούχες εκπομπές του οικιακού τομέα.

Περισσότερες πληροφορίες: europa.eu

παρόμοιες αναρτήσεις

Schreibe einen Kommentar