Глобалното затопляне се увеличава от ден на ден и се очаква да има дългосрочен, дълготраен и опустошителен ефект върху планетата Земя. За да се борят със ситуацията, различни компании правят своето. Aerostrovilos Energy, IIT-Madras, инкубирано автомобилно стартиране, се присъедини към бандата през 2017 г. с идеята да разработи газови турбини, които се използват предимно за аерокосмическо задвижване или голямо производство на енергия от десетки до стотици MW. Газовите турбини са най-чистите устройства за изгаряне, които могат да се адаптират към различни горива, като по този начин създават нетна въглеродна неутрална екосистема с помощта на биогорива.
Любопитни да разберем за компанията и колко ефективни са техните решения за намаляване на въздействието върху околната среда, седнахме с Рохит Гроувър, съосновател и главен изпълнителен директор на Aerostrovilos Energy. Докато преследваше бакалавър и магистър по аерокосмическо инженерство, Рохит се заинтересува силно от технологията и разбра, че има огромна пропаст в развитието на технологията за реактивни двигатели в Индия. Искаше да го създаде като пионер и да работи за постигане на промяна в технологията на реактивните двигатели.
Отнемайки време от натоварения си график, Рохит сподели идеята за стартирането на компанията, стила на работа, историята на успеха на Aerostrovilos Energy и много други с екипа на CircuitDigest.
Въпрос: „Aerostrovilos Energy“ е известен с производството на първата местна газова турбина за производство на електроенергия в Индия. Как мина вашето пътуване за това?
Стартирахме тази компания през 2017 г. с малък екип от трима момчета и сега се разширихме до мултидисциплинарен екип от 10 членове в момента с много от тях от IIT Madras и други IITs. Благодарни сме за огромната подкрепа, която получихме от лабораториите на IIT Madras, а именно NCCRD, която е най-големият изследователски център в света за подобни технологии. Също така имахме късмета да можем да бъдем инкубирани в инкубационната клетка на IIT Madras, класирана най-добре в страната за своите дълбоко технологични стартиращи компании. Първоначално започнахме с разработването на 20kW машина, която се въртеше около закупуването на някои от компонентите и тестването на съществуващите ни IP компоненти. Продължавайки напред, ние започнахме цялостно местно развитие на система от 100kW от нулата.
В. Моля, хвърлете малко светлина върху безвъзмездните средства, които Aerostrovilos Energy получи. Доколко полезен се оказа IITM?
Имахме щастието да получим финансова подкрепа като грант от Bharat Petroleum като част от техния проект Ankur за разработването на нашите продукти. Също така успяхме да възприемем технологията от лабораторията NCCRD за изгаряне на газови турбини, която прави нашата система далеч по-добра от всички съществуващи турбинни технологии. Освен това сме благодарни да получим подкрепа от Инкубационната клетка за финансиране, връзки с инвеститори, ментори и други правни и CS услуги.
Въпрос: Разкажете ни нещо за LX-101, 100kW микрогазовия турбинен генератор. Какви са основните приложения на тези турбини?
Днес микротурбините за ниво на мощност 100kWсе използват в непрекъснати енергийни операции извън мрежата, като петролни платформи, децентрализирана енергия, промишлено когенериране. Тези приложения обикновено имат ненадеждна мрежа, което прави турбините изключително надеждни като перфектно решение. Има изключително ниски изисквания за експлоатация и поддръжка. Въпреки това, поради изключително високите капиталови разходи, обикновено 10 пъти от дизеловия генератор, той не е бил използван като резервна мощност, а само като основна мощност, поради което има много малък пазарен дял. В началото на 2010 г., когато разходите за батерията бяха високи; турбинните генератори бяха изпробвани като удължител на обхвата от много компании и не се преместиха в производствен мащаб поради високите разходи. Сега с нашата иновация,ние сме в състояние да намалим изискванията за материали до по-малко екзотичната и автомобилна категория и по този начин да намалим цената на ниво със съществуващата технология на дизеловите двигатели. Това вече може да му позволи да намира приложения на пазара на дизелови генератори и електромобили.
В. Как работят тези горивни гъвкави микрогазови турбини (MGT)? Какво е значението му?
Микрогазовите турбини са подобни на технологията Jet Engine, която захранва самолет или големи електроцентрали, базирани на газови турбини, които захранват нашите градове. Това са миниатюризирана версия на същата. Докато по-големият може да достигне от няколко мегавата до 100 мегавата, но микротурбината е от 20-200 киловата.
Основната технология е същата, която използва цикъла на Brayton, при който входящият въздух се компресира до по-високо налягане, изгаря се в горивна камера и се разширява през турбина, за да се създаде мощността на вала, която може да се използва за работа на генератор. За разлика от по-големите турбини, микротурбините могат да бъдат напълно безмаслени. Микротурбините по принцип са гъвкави за гориво, което изисква някои модификации на горивната камера за различни горива. С нашата уникална технология на горивната камера обаче не е нужно да правим и това. За течно или газообразно гориво е необходима малка промяна в горивната линия за избор на гориво и една и съща машина може да работи с различно разнообразие от горива, започвайки от СПГ, LPG, дизел, бензин, биогаз, биодизел и др.
Турбините, за разлика от генераторите DG, изгарят горивото напълно като LPG горелка в нашите кухненски печки и имат много малко емисии на замърсители. Нивата на емисии са 20-30 пъти по-ниски от най-строгите BSVI. Те са 5 пъти по-малки по размер и 8 пъти по-леки от дизеловия двигател за същото ниво на мощност.
В. Как могат да се използват микрогазови турбини (MGT) в автомобилите? Какви предимства има пред IC двигателите и електромобилите?
Микрогазовите турбини са били изпробвани преди това в превозното средство, но са били механично свързани към задвижването за задвижване на превозното средство. В настоящия случай обаче те ще произвеждат електрическа енергия и ще се използват за захранване на електрическия мотор на EV. Това е подобно на сериен хибриден EV, където имаме вграден генератор, който в този случай ще бъде турбинен генератор. По същество това ще бъде EV отпред с електромотор EV и с 90% батерия, заменена от подходящ MGT генератор.
Генераторите MGT имат различни предимства пред IC двигателите. По принцип те са гъвкави към горивата и могат да работят с различни течни и газообразни горива, включително биогорива. Те са 8 пъти по-леки и 10 пъти по-компактни от ICE, почти нулеви вибрации и шумът може лесно да бъде овладян с корпус. Подходяща технология за изгаряне, че ние въвеждаме нарича Lean Преки резултати на инжектиране в значително по-ниски емисии на замърсители и с по-добра ефективност, СО 2 емисии също се свежда значително. ICE има период на поддръжка от 500 часа (30 000 км) и живот от 10 000 часа (6, 00 000 км), докато турбините ще имат цикъл на поддръжка от 10 000 часа и продължителност на живота от 40 000 часа, което е много по-голямо от ICE.
Предимствата пред EV се превръщат в мамут при разглеждане на тежкотоварни търговски превозни средства, които са необходими за превоз на товари на дълги разстояния. Текущите ограничения в технологията на батериятапо плътност и обхват ограничават използването му в този сегмент превозни средства и това е мястото, където турбините ще играят важна роля в бъдеще и ще бъдат технологията за този сегмент в продължение на много десетилетия напред. Днес съществуват производствени методи, които могат да позволят производството на турбини в насипно състояние и тук нашата LDI технология играе основна роля за свалянето на CapeX за турбината и като цяло за турбинното електрическо превозно средство (TEV), така че CapEx ще бъде наравно с ICE. Освен това с електрическо задвижване, тя може да даде по-добра икономичност и да доведе до OpeX почти на ниво с EV с комбинация от CNG и дизелово гориво. На батерии имат ограничен животот около 8 лак км, докато турбината може да продължи да върви 3-4 пъти. И накрая, предимството на гъвкавостта на горивото води до възможността да се използват дизел, бензин, инфраструктура за СПГ, а по-късно преминаването към биоетанол, биодизел може да бъде направено безпроблемно.
В. Дали тези MGT са достатъчно компактни, за да се поберат в автомобилите? Как ще бъде сравнено изпълнението с EV?
Турбините могат лесно да се поберат в превозно средство, тъй като е по-леко от ICE. Както казах преди отпред, той е като EV и задвижван от електрически мотор. Турбината осигурява основния източник на енергия за тези двигатели с малка батерия, която ще се използва за определена допълнителна мощност за бързо ускорение или ще се зарежда по време на спиране.
Въпрос: Основният фокус върху EV е върху неговите ползи за околната среда, може ли MGT да се конкурира с EV по отношение на замърсяването на въздуха?
Да абсолютно! Секторът, върху който се фокусираме, е тежкотоварните превозни средства и те са едни от най-големите виновници за замърсяването, а технологията на батериите може да изисква още 20 години в световен мащаб, за да навакса в развитите икономики и може би много повече от тази за Индия. Следователно, ако сравним това със съществуващ ICE камион, който ще остане същият през следващите 30-40 години, можем да направим скокове в намаляването на емисиите. Ние също така разчитаме на горива, базирани на СПГ и биогорива, заедно с електрификацията като част от правителствения план за бъдеща енергия за намаляване на емисиите. Ето няколко номера за справка за камион / автобус.
wrt към ICE- 100 тона CO 2; 50 тона CO & NOx, 10 тона намаляване на ФПЧ годишно.
wrt към EV (като се има предвид мрежата с нейния въглероден отпечатък) - 50 тона CO 2 годишно
Въпрос: Ще бъдат ли автомобилите с MGT по-икономични от IC Engine?
Да, цената на горивото може да намалее значително до 3 пъти при смесено използване на дизел и СПГ в сравнение с ICE.
В. Изпробвали ли сте турбините си в автомобилната индустрия вече? Какви предизвикателства очаквате в процеса?
Тепърва ще тестваме нашите турбини с превозно средство и за това работим в тясно сътрудничество с няколко OEM производители, които са в сегмента на търговските превозни средства. Щяхме да им доставим машината. Предизвикателството, пред което бихме могли да се изправим, би било в интегрирането на технологията с тяхната платформа. Нещо повече, някои предизвикателства от страна на регулаторите може да са налице по отношение на субсидирането и отстъпката от ДДС и т.н. Други държави предоставят субсидии за превозни средства с нова концепция като хибрид. Това трябва да се направи и тук.
Въпрос: Гъвкавите MGT на гориво ще се превърнат в основната линия при замяната на съществуващите генерални комплекти за резервна мощност. Докъде е вярно?
Това е правдоподобен сценарий. Турбините съществуват от 40-50-те години. Те са заменили буталните двигатели, след това поради тяхната превъзходна надеждност и производителност и с някои нововъведения, които въвеждаме; те със сигурност могат да направят същото за наземни приложения, включително генерални апарати. USP на турбината се крие в нейната гъвкавост на горивото или способността му да работи с ниска калорична стойност или мръсни горива като биогаз, синтетичен газ и др., Които ICEs се борят да се адаптират. След като обемното производство се установи за газови турбини, като се използват съществуващите по-евтини материали и производствени стандарти, които се използват за изработване на турбиноподобен компонент, наречен турбокомпресор, те могат да се конкурират с генерални генератори по различни аспекти, които включват ефективност, надеждност, емисии и т.н..
Въпрос: Вашата компания е намалила първоначалните разходи за микрогазотурбинните генератори с 10 пъти. Как беше възможно това? С какви трудности се сблъскахте?
Някои от вас може да знаят за турбокомпресора. Те са подобни на MGT по отношение на конструкция и принцип. Те се произвеждат в насипно състояние и се използват с ICE, работещи на дизел, за да се подобрят неговите характеристики. Те се произвеждат масово с по-евтини материали и добре установени производствени процеси. Възнамеряваме да използваме същия процес, за да направим нашите MGT, а уловът тук е нашата LDI технология, която сега прави възможно използването на тези процеси за създаване на MGT.
Трябваше да помислим от първия принцип и да разберем защо газовите турбини не могат да бъдат по-евтини и какво ги спира да бъдат такива и осъзнахме, че именно екзотичният избор на материали отива в авиационната машина. Но за автомобилното приложение с определени промени в нашия горивен регион, успяхме да намалим температурите, които не изискват да използваме тези екзотични материали и производствени процеси, приети за авиационни турбини или реактивни двигатели.
В. Кои са другите технологично усъвършенствани продукти, подредени да бъдат произведени от вашата компания?
Първата продуктова линия, която планираме, е продуктова гама от 120kW за приложения за тежкотоварни търговски превозни средства. По-късно ще представим подходящи продукти за различни сегменти търговски превозни средства с нива на мощност, вариращи от 20kW до 200kW. За генетично зададения пазар ще използваме същите продукти и ще започнем да ги комбинираме и можем да предложим капацитет до 1 MW за разпределено производство на енергия, което използва по-чисти горива като природен газ, биогаз или газ от производител. С течение на времето ще внесем допълнителни иновации в нашата технология за различни подсистеми, които в момента внасяме.