آینده توربین های کوچک مجتمع گاز در سیستم های برق توزیع شده

سیستم های قدرت توزیع شده چشم انداز انرژی جهانی را با حرکت نسل نزدیک به کاربران نهایی تغییر می دهند، این تغییر نیاز به تکنولوژی های انعطاف پذیر، کارآمد و قابل اعتماد دارد که می تواند در تنظیمات مختلف کار کند - از سایت های صنعتی از راه دور تا مراکز شهری فشرده، در میان راه حل های در حال ظهور، توربین های کوچک گاز (SMGT) به طور فزاینده ای برای ردپای جمع آوری، راه اندازی سریع و توانایی مقیاس با تقاضای سنتی، قادر به ادغام زیرساخت های گسترده برای ساخت و توسعه دهندگان قطعات، به طور دقیق، به عنوان یک اتصال اپراتورهای قطعات گسترده، به عنوان یک بازی، به عنوان یک اتصال اپراتورهای قطعات کوچک ماژولار، به عنوان یک اتصال، به عنوان یک اتصال اپراتورهای قطعات، به عنوان یک اتصال به عنوان یک اتصال به عنوان یک اتصال، به عنوان یک اتصال دقیق برای سرعت بالا، به عنوان یک اتصال، به عنوان یک اتصال اپراتورهای قطعات عملیاتی، به عنوان یک اتصال اپراتورهای ماژولار، به طور دقیق برای افزایش سرعت بالا، به عنوان یک اتصال اپراتورهای قطعات عملیاتی، به عنوان یک اتصال، به عنوان یک اتصال، به عنوان یک اتصال اپراتورهای کوچکتر، به عنوان یک اتصال اپراتورهای قطعات عملیاتی، به عنوان یک اتصال اپراتورهای کوچکتر، به طور دقیق برای افزایش سرعت بالا، به عنوان یک اتصال اپراتورهای ماژولار، به عنوان یک اتصال اپراتورهای

توربین های گازی کوچک ( Small PNP Gas) چیست؟

توربین های گاز ماژولار کوچک سبک هستند، توربین های احتراق با سرعت بالا معمولا بین 1 مگاوات (MW) و 10 مگاوات در هر واحد امتیاز می گیرند، آنها از همان چرخه Brayton به عنوان توربین های گازی بزرگتر استفاده می کنند، اما برای انعطاف پذیری و پاسخ سریع بهینه شده اند. جنبه "modular" به این معنی است که چندین واحد می توانند به صورت موازی نصب شوند یا به جای نیازهای قدرت Fluctuating، آنها ایده آل برای برنامه های توزیع شده است.

ویژگی های فنی کلیدی شامل:

طراحیCompact: SMGTs دارای نسبت قدرت بالا به وزن، اجازه نصب در فضاهای محدود مانند پشت بام، ظروف حمل و نقل و یا سیستم عامل های دریایی.
انتشار گازهای گلخانه ای: SMGTs مدرن شامل احتراق قبل از مخلوط و تزریق سوخت پیشرفته، دستیابی به سطوح NOx به عنوان کم به عنوان یک پی پی پی پی پی دی، قابل مقایسه با موتورهای ضد گاز طبیعی است.
انعطاف پذیری در برابر: بسیاری از SMGTها می توانند بر گاز طبیعی، پروپان، بیوگاز یا حتی ترکیبات هیدروژن کار کنند، و از انتقال به سوخت های پاک کننده حمایت کنند.
استارتاپ رپید: از شروع سرد تا بارگذاری کامل در کمتر از 10 دقیقه، SMGTs ارائه می دهد توانایی پاسخ سریع حیاتی برای تعادل شبکه و قدرت پشتیبان.

تولید کنندگان پیشرو مانند Capstone Green Energy ، Ansaldo Energia و میتسوبیشی پاور خطوط SMGT را با صدها تاسیسات در سراسر جهان، تایید بلوغ و بانکداری تکنولوژی، تجاری کرده اند.

نقش SMGTs در سیستم های قدرت توزیع شده

سیستم های توزیع شده نسل (DG) جایگزین یا مکمل نیروگاه های برق متمرکز با واحدهای خاص کوچکتر، سایت می شوند. SMGTs در این نقش به لطف چابکی عملیاتی و تاثیر کم محیط زیست، به ویژه برای برنامه های کاربردی مانند:

[FLT: 1] عملیات از راه دور و خارج از شبکه: سایت های معدن، نفت وamp؛ تاسیسات گاز و جوامع جزیره از نسل قابل اعتماد در محل بدون تکیه بر خطوط انتقال طولانی بهره مند شوند.
تولید صنعتی و صنعتی (CHP): با گرفتن گرمای کامل برای بخار، آب گرم یا جذب سرد، SMGTs به بازده حرارتی کلی بیش از 80٪ دست می یابد.
] قدرت مرکزی داده: اقتصاد دیجیتال نیاز به قدرت بدون وقفه، با کیفیت بالا. SMGTs ارائه پشتیبان گیری تمیز، پایدار و قدرت اصلی با پذیرش سریع بار.
ادغام قابل تجدید: سیستم های هیبریدی جفت سازی خورشیدی یا باد با SMGTs می توانند خروجی متناوب را صاف کرده و ظرفیت ارسالی را در هنگام انرژی های تجدید پذیر فراهم کنند.

انعطاف پذیری و مقیاس پذیری

یکی از قوی ترین ویژگی های SMGTs توانایی آنها برای مقیاس پذیری است. واحد 5 مگاوات می تواند یک تاسیسات متوسط را خدمت کند؛ به عنوان تقاضا رشد می کند، واحدهای اضافی را می توان بدون طراحی مجدد سیستم اضافه کرد - این رویکرد "پرداخت به عنوان-شما-شما- شما-رورو" کاهش ریسک سرمایه اولیه و اجازه می دهد تا اپراتورهای برای انطباق با بارهای در حال تغییر، SMGT می تواند با بهره وری پایین تر از نرخ بهره وری پایین تر از حد پایین تر از حد پایین تر از نرخ بهره وری، اغلب کاهش می یابد.

کارایی و حذف در مقایسه با جایگزین ها

هنگام ارزیابی حرکت های اولیه برای قدرت توزیع شده، SMGTs یک پروفایل متعادل ارائه می دهد. موتورهای گاز را به طور معمول به بازده الکتریکی 35-42٪ دست می یابند، اما دارای الزامات نگهداری بالاتر هستند و ارتعاشات بیشتری تولید می کنند. میکروتوربین ها (یک زیرمجموعه از SMGTs) به طور کلی 30-38% بهره وری الکتریکی در بار کامل، اما طرح های اشغال شده خود را می توان 40٪ با اندازه توربین ترکیبی وجود دارد - اگر یک چرخه توربین ترکیبی وجود دارد.

در انتشار گازهای گلخانه ای، SMGTs در میان تمیزترین فن آوری های احتراق داخلی هستند که فرآیند احتراق مداوم آنها باعث کاهش CO و هیدروکربن های بدون سوختن در مقایسه با موتورهای دیزل یا گاز می شود، زیرا هیدروژن می تواند هیدروژن را با حداقل تغییرات، ارائه یک مسیر به صفر کربن، بسوزد.

مزایای کلیدی در مورد نسل های متعارف

SMGTs می تواند به سرعت ارسال، بالا / پایین به سرعت، و در سراسر یک محدوده بار گسترده بدون قربانی بهره وری عمل می کند، این باعث می شود آنها ایده آل برای متعادل کردن انرژی های تجدید پذیر و اصلاح به اوج.
رضایت: نرخ تبدیل بالا مصرف سوخت را در هر کیلووات ساعت تولید، کاهش هزینه های عملیاتی و انتشار گازهای گلخانه ای (CHP) برنامه های کاربردی بیشتر افزایش استفاده از سوخت کلی.
قابلیت اطمینان: با قطعات متحرک کمتر از موتورهای متقابل و طراحی ساده، SMGTs فواصل طولانی تعمیر و نگهداری را ارائه می دهد - اغلب 8000 ساعت بین اصلاحات عمده و در دسترس بودن بالا.
تجاوز به جز ماه ها، ساخت و ساز قراردادی، مونتاژ کارخانه، جدول زمانی ساخت و ساز کوتاه تر و اجازه دادن آسان تر را می توان در هفته ها به جای ماه تکمیل کرد.

اثر کم محیط زیست: عملیات آرام (مخفیزیک باعث کاهش سر و صدا به 65-70 dBA در 10 متر)، لرزش پایین و استفاده از آب حداقل SMGT مناسب برای مناطق حساس محیط زیست و یا جمعیت.

نوآوری های رانندگی آینده SMGTs

نسل بعدی توربین های گازی کوچک از پیشرفت های علمی مواد، دیجیتال سازی و معماری هیبریدی بهره مند خواهند شد.

مواد پیشرفته: کامپوزیت های ماتریسی (CMCs) اجازه می دهد توربین در دمای بالاتر از 1500 درجه سانتیگراد، افزایش بهره وری توسط تولید افزودنی افزودنی افزودنی 5-10 (3D چاپ) قادر به خنک سازی زمین متر و کاهش تعداد قطعات.

سیستم های هیبریدی: ادغام SMGTs با ذخیره سازی باتری، PV خورشیدی، یا الکتروlyzers می تواند "کارخانه های برق مجازی" ایجاد کند که نفوذ تجدید پذیر را در حالی که حفظ ثبات شبکه را به حداکثر می رساند، به عنوان مثال، هیبرید های توربین های خورشیدی + گاز می توانند از گرمای زباله توربین برای ذخیره سازی حرارتی استفاده کنند.
دوقلوها و نگهداری پیش بینی کننده: سنسورها و مدل های AI به طور مداوم سلامت تیغه، پویایی احتراق و تخریب را نظارت می کنند، به اپراتورهای اجازه می دهد تا تنها در صورت نیاز، زمان بندی را تا 30٪ کاهش دهند.
[Hydrogen] طرح های آماده: چندین تولید کننده در حال توسعه توربین های قادر به سوزاندن 100٪ هیدروژن، استفاده از کنترل شعله و مواد که مقاومت در برابر جذب اولیه در آلمان و ژاپن در حال حاضر تست SMGTs هیدروژن آتش.

تجزیه و تحلیل دقیق این روند در ایالات متحده از نمای کلی از توربین گازی R& در دسترس است؛ D که نقش SMGTs را در کاهش انرژی توزیع شده برجسته می کند.

چالش ها و Pathways برای اتخاذ

با وجود وعده های خود، SMGTs با موانع متعددی برای استقرار گسترده تر مواجه می شوند و این چالش ها را به رسمیت می شناسند و استراتژی های غلبه بر آنها برای ذینفعان برنامه ریزی پروژه های نسل توزیع شده ضروری است.

هزینه سرمایه گذاری: بر اساس $ / کیلووات، SMGTs معمولا گران تر از موتورهای متقابل یا توربین های گاز باز چرخه است، با این حال، نگهداری پایین تر، عمر طولانی تر، و صرفه جویی سوخت می تواند هزینه رقابتی انرژی (LCOE) بیش از 20 سال.
موانع جبران کننده: اجازه برای توربین های احتراق می تواند به دلیل کیفیت هوا و مقررات نویز پیچیده باشد.
ادغام: [FLT 1] [[ویرایش]] [FLT:] اطمینان از عملیات یکپارچه با شبکه های توزیع موجود نیاز به اینورتر پیشرفته، کنترل کننده های میکروشبکه و استانداردهای اتصال است.
] تدارکات عرضهuel: در مکان های دور افتاده، خطوط لوله گاز طبیعی ممکن است وجود نداشته باشد. SMGTs می تواند بر روی پروپان مایع، بیوگاز یا سوخت مایع (کرازن / دود)، هر چند تغییر سوخت ممکن است بر انتشار گازهای طبیعی کوچک (LG) و جایگزین بیوگاس.

برنامه های کاربردی و مطالعات موردی

استقرار عملی نشان می دهد که چگونه SMGTs ارائه ارزش در سراسر صنایع:

استخراج معادن در استرالیا: یک معدن طلا جایگزین ژنراتورهای دیزل با شش مگاوات میکروآرتریت سنگ سنگ در حال اجرا بر روی گاز طبیعی، کاهش هزینه سوخت توسط 30٪ و از بین بردن مجازات های NOx.
مرکز داده در سیلیکون ولی: یک ارائه دهنده ابر بزرگ هشت مگاوات SMGTs را در یک پیکربندی حرارت و قدرت ترکیب شده به سرورهای برق و خنک کننده جذب، دستیابی به 87٪ بهره وری کامل و کاهش هزینه های تقاضا.
] پشتیبانی از کارائیب: یک ابزار جزیره 10 مگاوات ظرفیت SMGT را برای تثبیت یک شبکه با نفوذ خورشیدی بالا اضافه کرد. توربین ها پاسخ سریع فرکانس و می تواند از 0 به 10 مگاوات در کمتر از دو دقیقه افزایش یابد.

برای بیشتر در اقتصاد توربین های گاز توزیع شده، گزارش آژانس بین المللی انرژی در مورد منابع انرژی توزیع شده یک مجموعه داده جامع را با مقایسه SMGTs با گزینه های DG دیگر فراهم می کند.

نتیجه گیری

توربین های گاز ماژولار کوچک آماده شده اند تا به یک سنگ بنای سیستم های قدرت توزیع شده در سراسر جهان تبدیل شوند. مقیاس پذیری ذاتی، کارایی بالا و سازگاری با انرژی تجدید پذیر و سوخت های پاک کننده به مهمترین نیازهای زیرساخت های انرژی مدرن - انعطاف پذیری، پایداری و سازگاری با علم مواد و کنترل دیجیتال ادامه می یابد، SMGTs شکاف با توربین های بزرگتر در بهره وری و هزینه را نزدیک می کند، در حالی که حفظ مزایای انرژی و توسعه سریع ادامه می دهد.

برای اطلاع از آخرین تحولات SMGT، منابعی مانند بخش ریزترمبلین مجله را در نظر بگیرید که به طور منظم تاسیسات تجاری و R& را پوشش می دهد؛ نقاط عطف بعدی.