Микротурбина для утилизации вторичных энергетических ресурсов
Новейшая разработка «Научно-технологический парк БНТУ «Политехник», турбинная установка «ТурбоСфера», служит для утилизации вторичных энергоресурсов и повышения энергоэффективности производств, особенно строительных материалов. Это наиболее энергозатратное производство, где образуется большое количество тепловых отходов.
Как показали расчеты специалистов БНТУ, возможность выработки бесплатной электроэнергии для производства газобетона только за счет тепловых отходов (пара и конденсата) составит порядка 15%.
Данная разработка затрагивает очень важные и перспективные отрасли – энергосбережение и энергоэффективность. Они занимают первую позицию в утвержденном перечне приоритетных направлений научных исследований Республики Беларусь на 2011–2015 годы.
«ТурбоСфера» отличается от существующих турбин принципом работы и конструкцией. Это и позволяет вырабатывать электроэнергию из источников низкого потенциала. По сути, «ТурбоСфера» использует вторичные энергетические ресурсы. Инновационный проект включает в себя полный цикл разработки нового типа турбины, начиная с создания научно-технической и конструкторской документации, до организации серийного производства турбоагрегатов.
«ТурбоСфера» – это новый тип турбины для получения электроэнергии из тепловых отходов, местных видов топлива, твердых бытовых отходов. Кроме того «ТурбоСфера» служит для преобразования избыточного давления природного газа или водяного пара в электроэнергию. Планируется интеграция «ТурбоСферы» в альтернативную энергетику (геотермальную и солнечную). Микротурбина способна вырабатывать электроэнергию без потребления топлива, преобразуя низкопотенциальную энергию в электрическую. Также актуально использование низкопотенциального топлива, в том числе местных видов топлива для электроснабжения частных объектов.
Инженер руководитель проекта «ТурбоСфера» Кирилл Левков так комментирует идею создания турбины: «Я призываю более рационально использовать любые имеющиеся энергетические ресурсы, поэтому основная цель проекта – организовать в Беларуси серийное производство микротурбинных установок ТурбоСфера. Это новое направление для нашей промышленности. Приведу простой пример. Природный газ поступает в Беларусь из России по магистральным газопроводам, под очень высоким давлением. Для потребителя, например нам в квартиру, газ должен подаваться низкого давления. То есть давление необходимо снижать. Сейчас это происходит в устройствах, называющихся, регуляторы давления. В них газ снижает свое давление, однако его энергия рассеивается в окружающую среду. Так вот, если газ направить в турбину, а не в регулятор давления, то можно выработать электроэнергию. Аналогичная ситуация наблюдается и в других отраслях энергетики и промышленности».
Инновационный проект находится на стадии разработки и создания экспериментального образца, с последующим проведением соответствующих испытаний. Срок реализации данной стадии составит менее 1 года. Далее будет создан промышленный образец «ТурбоСферы» и организованно серийное производство микротурбин нового поколения.
Покупателю будут реализовываться два вида продукции: электроэнергия и турбинная установка «ТурбоСфера».
«ТурбоСфера» сочетает в себе одновременно: турбину, теплообменник и электрогенератор. В ней всего одно рабочее колесо, на котором осуществляется многоступенчатое расширение потока газа и подогрев между ступенями. Такие решения реализуются впервые, что выводит проектирование микротурбин на новый качественный уровень. «ТурбоСфера» и принцип ее действия защищены патентом РБ. В дальнейшем планируется расширение действия патента на международном уровне.
«Анализ рынка показывает необходимость создания турбин малой мощности (30–200 кВт), что позволит использовать ее повсеместно: как на предприятиях, так и в коммунальной сфере. «ТурбоСфера» способна вырабатывать электроэнергию на предприятиях металлургической, строительной, машиностроительной, химической, лесной, бумажной, пищевой, текстильной, фармацевтической и других отраслей промышленности. Микротурбина способна обеспечивать электроэнергией частные объекты, небольшие поселки, коттеджные застройки и объекты ЖКХ. Так, например самой маленькой мощности будет хватать на обеспечение электроэнергией 1 коттеджа. Выработанная электроэнергия может использоваться на собственные нужды, а излишки продаваться», сообщил руководитель проекта «ТурбоСфера».
Существующие турбоустановки для утилизации вторичных энергоресурсов рассчитаны на большие расходы газа или тепловой энергии. Они обладают большой мощностью, что ограничивает область их применения. Для большинства объектов требуются турбины малой мощности. По своим техническим характеристикам и конструктивным особенностям «ТурбоСфера» не имеет аналогов.
На территории Республики Беларусь возможна установка более 6000 «ТурбоСфер» мощностью от 5 до 500 кВт. Наиболее востребованными будут «ТурбоСферы» мощностью от 30 до 100 кВт. ТурбоСфера является не только импортозамещающие продукцией, но и товаром, который можно будет успешно реализовывать за рубежом.
Ориентировочная стоимость «ТурбоСферы» составляет 1000–2000 у. е. за 1 кВт установленной мощности. Чем больше мощность турбины, тем меньше ее удельная стоимость. Срок окупаемости установки – 3–4 года. На стадии разработки экспериментального образца будет задействовано около 10 специалистов. Команда проекта состоит из молодых, амбициозных, опытных и рассудительных специалистов в различных областях промышленности (теплотехники, конструктора и т. д.).
На данный момент проект находится на стадии разработки и создания экспериментального образца, так как для реализации проекта в жизнь необходима финансовая помощь, подчеркивает Кирилл Левков: «Достаточно сложно получить финансовую поддержку для инновационного проекта. Нам необходимы в первую очередь средства на разработку и создание экспериментального образца, что бы можно было показать работоспособность «ТурбоСферы» и ее эффективность. Деньги требуются относительно небольшие, но естественно, что средств разработчиков на это не хватит. Поиском источников финансирования мы уже занимаемся продолжительное время, но пока встречаемся с определенными трудностями».