Βιομηχανική έρευνα για την ανάπτυξη νέας καινοτόμας διάταξης συμπαραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας με καύση βιομάζας
Μέγεθος:⋆ ★
Αντίθεση:☀ ☼
Το Έργο
Η βιομηχανική έρευνα με θεωρητικό και πειραματικό στάδιο υλοποιήθηκε από τους κ. κ. Κουμπάκη Βασίλειο - Μηχανολόγο Μηχανικό και Μαχαιρά Νικόλαο - Ηλεκτρολόγο Μηχανικό.Αντικείμενο της έρευνας είναι η συμπαραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας μικρής ισχύος με καύσιμη ύλη βιομάζα. Ως βιομάζα χρησιμοποιήθηκε κοινό pellet του εμπορίου.
Στόχος της έρευνας είναι να εξεταστεί η δυνατότητα εφαρμογής των αποτελεσμάτων σε εγκαταστάσεις επιπέδου οικιακών και μικρών βιοτεχνικών καταναλωτών (μικρά ξενοδοχεία, οινοποιεία, τυροκομεία κλπ) που είναι εγκατεστημένοι κυρίως στην ύπαιθρο ή πλησίον αυτής.
Τα συμπεράσματα από τη βιομηχανική έρευνα είναι θετικά, αποδεικνύοντας ότι η αρχική προσέγγιση για την επίτευξη της παραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας από βιομάζα σε μικρές εγκαταστάσεις είναι εφικτή και πραγματοποιήσιμη.
Περιγραφή και στάδια του Έργου
Πρόκειται για μία καινοτόμα ηλεκτρομηχανική διάταξη η οποία μετατρέπει άμεσα τη θερμότητα από την καύση της βιομάζας σε μηχανική περιστροφική κίνηση, η οποία μέσω της ηλεκτρικής γεννήτρια μετατρέπεται σε ηλεκτρικό ρεύμα.Η υπολειμματική θερμότητα των καυσαερίων λόγω της υψηλής θερμοκρασίας τους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την θέρμανση του κτιρίου και την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης του μέσω ενός θερμικού εναλλάκτη.
Η βιομηχανική έρευνα εκτελέστηκε σύμφωνα με τα παρακάτω στάδια:
- Θεωρητική ανάλυση των δυνατοτήτων που υπάρχουν σύμφωνα με τις υφιστάμενες τεχνολογίες. Στο στάδιο αυτό έγινε εξαντλητική θεωρητική επεξεργασία των θερμοδυναμικών κύκλων και των χαρακτηριστικών του καυσίμου της βιομάζας. Εξετάστηκαν οι δυνατότητες που προσφέρουν οι γνωστοί θερμοδυναμικοί κύκλοι, οι γνωστές πρακτικές και εμπορικές εφαρμογές των μηχανών συνδυασμένων κύκλων παραγωγής ενέργειας – θερμότητας με καύση βιομάζας και η επιλογή της κατάλληλης μεθόδου.
- Στο στάδιο αυτό έγινε ο σχεδιασμός επί χάρτου του συνόλου της πειραματικής διάταξης όπως και των κατασκευαστικών λεπτομερειών αυτής.
- Προμήθεια των υλικών και υλοποίηση της διάταξης σύμφωνα με τον παραπάνω σχεδιασμό. Η υλοποίηση της διάταξης έγινε κυρίως σε συνεργαζόμενο μηχανουργείο, το οποίο μπορούσε να παρέχει τον εξοπλισμό και τις δυνατότητες κατασκευής και επεξεργασίας των βασικών μηχανολογικών τμημάτων αυτής.
- Εκτέλεση πειραμάτων με επανασχεδιασμό και συνεχείς τροποποιήσεις επί της πειραματικής διάταξης. Πραγματοποιήθηκε μία σειρά πειραμάτων ακολουθούμενα από διορθωτικές και τροποποιητικές μελετητικές, σχεδιαστικές και κατασκευαστικές ενέργειες προς επίτευξη του επιθυμητού αποτελέσματος.
- Στάδιο εξαγωγής συμπερασμάτων από την εκτέλεση του συνόλου των πειραμάτων. Τα συμπεράσματα είναι θετικά, αποδεικνύοντας αφενός την σωστή θεωρητική προσέγγιση της έρευνας, αφετέρου την μελλοντική δυνατότητα εμπορικής παραγωγής μονάδων συμπαραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας με καύση βιομάζας, μικρής ισχύος για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών μικρών, αποκεντρωμένων καταναλωτών.
Σχηματικό διάγραμμα της Βιομηχανικής Ερευνητικής Διάταξης με τον περιφερειακό εξοπλισμό της