Глобальне потепління збільшується з кожним днем і, як очікується, матиме далекосяжний, тривалий та руйнівний вплив на планету Земля. Для боротьби з ситуацією різні компанії роблять свою справу. Aerostrovilos Energy, інкубований IIT-Мадрас, автомобільний стартап, приєднався до цієї групи в 2017 році з ідеєю розробити газові турбіни, які в основному використовуються для аерокосмічних двигунів або великої генерації енергії від десятків до сотень МВт. Газові турбіни - це найчистіші пристрої для спалювання, які можуть пристосовуватися до різних видів палива, створюючи тим самим мережу вуглецево-нейтральних екосистем за допомогою біопалива.
Цікаво дізнатись про компанію та наскільки ефективні їх рішення у зменшенні впливу на навколишнє середовище, ми сіли з Рохітом Гровером, співзасновником та виконавчим директором Aerostrovilos Energy. Працюючи на бакалавраті та магістра в галузі аерокосмічної інженерії, Рохіт дуже зацікавився цією технологією і зрозумів, що існує величезна прогалина у розвитку технології реактивних двигунів в Індії. Він хотів піонізувати його і працювати над змінами в технології реактивних двигунів.
Вилучивши час зі свого напруженого графіку, Рохіт поділився з командою CircuitDigest ідеєю створення компанії, стилем роботи, історією успіху Aerostrovilos Energy та багатьма іншими.
З. „Аеростровілос Енерджі” відомий виробництвом першої в Індії власної газової турбіни для виробництва електроенергії. Якою була ваша подорож, щоб це зробити?
Ми заснували цю компанію в 2017 році з невеликої команди з трьох хлопців, і зараз ми розширились до мультидисциплінарної команди, що складається з 10 членів, і багато з них також з Мадрасу та інших ІТ. Ми вдячні за величезну підтримку, яку ми отримали від лабораторій IIT Madras, а саме NCCRD, який є найбільшим дослідницьким центром у світі щодо таких технологій. Нам також пощастило мати можливість інкубувати в інкубаційній камері IIT Madras, яка є найкращою в країні за глибокі технологічні стартапи. Спочатку ми почали з розробки машини потужністю 20 кВт, яка оберталася навколо придбання деяких компонентів та тестування наших існуючих IP-компонентів. В майбутньому ми повністю розпочали розробку системи потужністю 100 кВт з нуля.
З. Просимо пролити світло на гранти, які отримала компанія «Аеростровілос Енерджі». Наскільки корисним виявився IITM?
Нам пощастило отримати фінансову підтримку в якості гранту від Bharat Petroleum в рамках їх проекту Ankur для розробки нашої продукції. Ми також змогли застосувати технологію лабораторії NCCRD щодо газотурбінного спалювання, що робить нашу систему набагато кращою за будь-які існуючі турбінні технології. Крім того, ми вдячні за отримання підтримки від інкубаційної камери для фінансування, зв’язків з інвесторами, наставників та інших юридичних та соціальних служб.
Q. Розкажіть щось про LX-101, мікрогазотурбінний генератор потужністю 100 кВт. Які основні застосування цих турбін?
Сьогодні мікротурбіни потужністю 100 кВтвикористовуються в позамережевих безперервних енергетичних операціях, таких як нафтові вишки, децентралізована енергетика, промислова когенерація. Ці програми зазвичай мають ненадійну сітку, що робить турбіни надзвичайно надійними як ідеальне рішення. Він має надзвичайно низькі вимоги до експлуатації та обслуговування. Однак через надзвичайно високі капітальні витрати, як правило, вдесятеро більше, ніж дизельний генератор, він не використовувався як резервна потужність, а лише як основна потужність, отже, має дуже малу частку ринку. На початку 2010-х, коли витрати на акумулятор були високими; турбінні генератори випробовувались як розширювач діапазону багатьма компаніями і не перейшли на виробничий масштаб через високу собівартість. Тепер з нашими інноваціями,ми можемо звести вимоги до матеріалів до менш екзотичної та автомобільної категорії, тим самим знижуючи вартість на рівні з існуючою технологією дизельних двигунів. Тепер це може дозволити йому знаходити застосування на дизельних генераторах та ринку електромобілів.
З. Як працюють ці паливні гнучкі мікрогазові турбіни (MGT)? Яке його значення?
Мікрогазові турбіни схожі на технологію реактивного двигуна, яка забезпечує живлення літаків або великих електростанцій на базі газових турбін, що живлять наші міста. Це мініатюризована версія того самого. Тоді як більші можуть працювати від декількох мегават до 100 мегават, але мікротурбіни мають діапазон 20-200 кіловат.
Основна технологія та ж, що використовує цикл Брейтона, де вхідне повітря стискається до більш високого тиску, спалюється в камері згоряння і розширюється по турбіні, створюючи потужність вала, яку можна використовувати для роботи генератора. На відміну від більших турбін, мікротурбіни можуть бути повністю безмасляними. Мікротурбіни в принципі є паливно гнучкими, що вимагає певної модифікації камери згоряння для різних видів палива. Однак завдяки нашій унікальній технології камери згоряння нам теж не потрібно цього робити. Для рідкого або газоподібного палива для вибору палива потрібна невелика зміна паливопроводу, і на одній і тій же машині можна працювати з різними видами палива, починаючи від СПГ, зрідженого газу, дизеля, бензину, біогазу, біодизеля тощо.
Турбіни, на відміну від установок DG, спалюють паливо повністю, як пальник для зрідженого газу в наших кухонних плитах, і має дуже мало викидів забруднюючих речовин. Рівні викидів також у 20-30 разів нижчі за найсуворіші BSVI. Вони в 5 разів менші за розміром і в 8 разів легші за дизельний двигун при однаковому рівні потужності.
З. Як можна використовувати мікрогазові турбіни (MGT) у автомобілях? Які переваги він має перед двигунами мікросхеми та електромобілями?
Раніше мікрогазові турбіни вже випробовувались в транспортному засобі, але вони були механічно з’єднані з силовою установкою для приведення в рух транспортного засобу. Однак у поточному випадку вони будуть виробляти електроенергію і будуть використовуватися для живлення електродвигуна електромобіля. Це схоже на серійний гібридний EV, де ми маємо бортовий генератор, який у цьому випадку буде турбінним генератором. По суті, це буде електромобіль спереду з електроприводом електромобіля та з 90% акумулятора, заміненим відповідним генератором MGT.
Генератори MGT мають різні переваги перед IC Engine. В принципі, вони є гнучкими для палива і можуть працювати на різноманітному рідкому та газоподібному паливі, включаючи біопаливо. Вони в 8 разів легші і в 10 разів компактніші, ніж ДВЗ, майже нульові вібрації, а шум можна легко стримувати за допомогою корпусу. Відповідна технологія для горіння, що ми вводимо називаємося Lean Прямих результатів ін'єкційних викидів забруднюючих речовин значно нижче і з більшою ефективністю, СО 2 слід також йде вниз значно. ICE має період технічного обслуговування 500 годин (30000 км) і ресурс 10 000 годин (6 000 000 км), тоді як турбіни матимуть цикл технічного обслуговування 10 000 годин і тривалість життя 40 000 годин, що набагато більше, ніж ICE.
Переваги перед електромобілем стають мамонтами при розгляді важких комерційних транспортних засобів, необхідних для перевезення вантажів на великі відстані. Сучасні обмеження в технології акумуляторівза щільністю та діапазоном обмежують його використання у цьому сегменті автомобілів, і саме тут турбіни відіграватимуть головну роль у майбутньому і будуть технологією переходу до цього сегмента на багато десятиліть вперед. Сьогодні є доступні методи виробництва, які дозволяють виробляти турбіни оптом, і тут наша технологія LDI відіграє важливу роль у зниженні CapeX для турбіни та в цілому для турбінного електромобіля (TEV), такий як CapEx буде на рівні з ICE. На додаток до електричного приводу, це може забезпечити кращу економію та привести до того, що OpeX майже нарівні з EV з комбінацією CNG та дизельного палива. Термін служби акумуляторів обмеженийблизько 8 лакх км, тоді як турбіна може продовжувати рухатися 3-4 рази. Нарешті, перевага гнучкості пального призводить до можливості використання дизеля, бензину, інфраструктури СПГ, а згодом, переходячи до біоетанолу, біодизель можна плавно зробити.
З. Чи достатньо компактні ці MGT, щоб вміститися в автомобілі? Як можна порівняти виступ із EV?
Турбіни можуть легко поміститися в транспортний засіб, оскільки він легший за ДВЗ. Як я вже казав на фронті, це схоже на електромобіль і рухається від електричного двигуна. Турбіна забезпечує основне джерело енергії для цих двигунів з невеликим акумулятором, який буде використовуватися для певної додаткової потужності для швидкого прискорення або заряджатиметься під час гальмування.
З. Основна увага приділяється ЕВ з урахуванням екологічних переваг, чи може MGT конкурувати з ЕВ з точки зору забруднення повітря?
Так абсолютно! Сектор, на якому ми зосереджені, - це важкі транспортні засоби, і саме вони є одними з найбільших винуватців забруднення, і акумуляторна технологія може зажадати ще 20 років у всьому світі, щоб наздогнати економіку розвинених економік і, можливо, набагато більше, ніж в Індії. Отже, якщо порівняти це з існуючим вантажем ICE, який залишиться незмінним протягом наступних 30-40 років, ми можемо зробити стрибки у скороченні викидів. Ми також розраховуємо на паливо на основі СПГ та біопалива, а також на електрифікацію як частину урядового плану майбутнього енергетичного скорочення викидів. Ось декілька цифр для довідки для вантажівки / автобуса.
wrt до ICE- 100 тонн CO 2; 50 тонн CO & NOx, 10 тонн зменшення ТМ щороку.
wrt до EV (враховуючи мережу з її вуглецевим відбитком) - 50 тонн CO 2 на рік
З. Чи будуть автомобілі, що працюють на MGT, економічнішими за IC Engine?
Так, вартість палива може значно зменшитися до 3 разів при змішаному використанні дизеля та СПГ порівняно з ДВЗ.
З. Ви вже тестували свої турбіни на автомобільній галузі? Яких викликів ви очікуєте в процесі?
Ми ще не протестували наші турбіни на транспортному засобі, і для цього ми тісно співпрацюємо з кількома виробниками обладнання, які є у сегменті комерційних автомобілів. Ми поставили б їм машину. Проблема, з якою ми могли б зіткнутися, полягала б у інтеграції технології з їхньою платформою. Більше того, певні виклики з боку регуляторних органів можуть виникнути з точки зору субсидування та знижки на податки на товари та ін. Турбіни чистіші від льоду, і вони також повинні отримувати субсидії. Інші країни надають субсидії для автомобілів з новою концепцією, такою як гібрид. Це потрібно зробити і тут.
З. Паливні гнучкі MGT стануть основним процесом заміни існуючих наборів DG для резервного живлення. Наскільки це правда?
Це правдоподібний сценарій. Турбіни існують з 40-50-х років. Вони замінили поршневі двигуни, завдяки їхній високій надійності та характеристикам, а також певним нововведенням, які ми впроваджуємо; вони, безсумнівно, можуть зробити те саме для наземних додатків, включаючи набори DG. USP турбіни полягає в її гнучкості палива або здатності використовувати низьку теплотворну здатність або брудне паливо, таке як біогаз, синтетичний газ тощо, до якого ДВЗ намагаються адаптуватися. Після встановлення обсягів виробництва газових турбін з використанням існуючих дешевих матеріалів та виробничих стандартів, що використовуються для виготовлення турбоподібного компонента під назвою Турбокомпресор, вони можуть конкурувати з наборами DG з різних аспектів, що включає ефективність, надійність, викиди тощо.
З. Ваша компанія скоротила попередні витрати на мікрогазотурбінні генератори в 10 разів. Як це було можливо? З якими труднощами стикалися?
Деякі з вас можуть знати про турбокомпресор. Вони схожі на MGT з точки зору конструкції та принципу. Вони виробляються оптом і використовуються з ДВЗ, що працюють на дизелі, для підвищення його ефективності. Вони масово виготовляються з використанням дешевих матеріалів та добре налагоджених виробничих процесів. Ми маємо намір використовувати той самий процес для створення наших MGT, і тут уловлюється наша технологія LDI, яка тепер дозволяє використовувати ці процеси для створення MGT.
Нам довелося подумати з першого принципу і зрозуміти, чому газові турбіни не можуть бути дешевшими і що заважає їм бути такими, і зрозуміли, що саме екзотичний вибір матеріалів входить в машину авіаційного класу. Але для автомобільного застосування з певними змінами в нашій зоні згоряння, нам вдалося знизити температури, що не вимагало від нас використання тих екзотичних матеріалів та виробничих процесів, які прийняті для авіаційних турбін або реактивних двигунів.
З: Які інші технологічно вдосконалені продукти вишиковуються для виробництва вашої компанії?
Перша лінійка продуктів, яку ми плануємо, - це лінійка продуктів потужністю 120 кВт для важких вантажних автомобілів. Пізніше ми представлятимемо відповідні продукти для різних сегментів комерційних автомобілів з рівнями потужності від 20 кВт до 200 кВт. Для генетично налаштованого ринку ми будемо використовувати ті самі продукти і почнемо їх комбінувати, і можемо запропонувати потужність до 1 МВт для розподіленої енергетики, яка використовує чистіші види палива, такі як природний газ, біогаз або газ-виробник. З часом ми будемо впроваджувати нові інновації в нашій технології для різних підсистем, які ми зараз імпортуємо.