Van restwarmte naar elektriciteit ( Wim Mans, Innoforte)
Van restwarmte naar elektriciteit ( Wim Mans, Innoforte)
Van restwarmte naar elektriciteit ( Wim Mans, Innoforte)
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Van</strong> <strong>restwarmte</strong> <strong>naar</strong> <strong>elektriciteit</strong><br />
Bijeenkomst warmtehuishouding KCPK<br />
26 maart 2013<br />
<strong>Wim</strong> <strong>Mans</strong>
Trias Thermodynamica<br />
1. Warmteterugwinning binnen de processen<br />
• Passief (warmtewisselaars)<br />
• Actief (mechanische dampcompressie, warmtepomp)<br />
• Voor productieprocessen en ruimteverwarming<br />
2. Omzetten in <strong>elektriciteit</strong> of koude<br />
• Elektriciteit met stoomturbine, ORC, TAP en Climeon<br />
• Koude met ad-/absorptiekoelmachine<br />
3.Restwarmte leveren aan warmtenet
Restwarmte omzetten in <strong>elektriciteit</strong><br />
• Stoomcyclus: Rankine Cycle<br />
– Via water/stoom met een hoge druk en hoge temperatuur en turbine;<br />
• ORC: Organic Rankine Cycle<br />
– Via organische stof met een hoge druk en lagere temperatuur en turbine;<br />
• TAP: Thermo Akoestische Powergenerator;<br />
– Via geluid met lage druk en lagere temperatuur en bi-directionele turbine;<br />
• Climeon: Hybride principe Absorptie/ORC<br />
– Via CO 2 met een lage druk en zeer lage temperatuur en turbine;<br />
• ……….
Stoomcyclus<br />
• Medium: water/stoom<br />
• Hoge temperaturen (500 ºC) en<br />
hoge druk (50-100 bar)<br />
• Veel warmte nodig om water te<br />
verdampen/condenseren. Bij<br />
lagere temperaturen en<br />
drukken niet economisch<br />
inzetbaar
ORC: Organic Rankine Cycle<br />
• Medium: organische stoffen (tolueen,<br />
pentaan, ammonia, koudemiddelen zoals<br />
R245fa)<br />
• Lagere temperaturen (100-350 ºC)<br />
• Energetisch rendement 8 -25%<br />
• Investering 3.800 €/kWe; all in<br />
• Ontwikkelingen:<br />
• hogere energetische rendementen<br />
• mengsels van organische stoffen
Thermo Acoustic Powergenerator TAP<br />
Warmtewisselaars Regenerator<br />
Warmteafvoer bij<br />
omgevingstemperatuur<br />
Restwarmte toevoer bij<br />
hoge temperatuur<br />
(b.v. rookgas)<br />
Lineaire<br />
generator<br />
Elektrisch<br />
vermogen uit
Thermo Acoustic Powergenerator TAP<br />
<strong>restwarmte</strong> uitkoppeling (project afhankelijk)<br />
temperatuur 100 ºC<br />
massa stroom 18,87 kg/s<br />
vermogen 2.000 kW<br />
<strong>restwarmte</strong><br />
temperatuur<br />
massa stroom<br />
vermogen<br />
warmtewisselaar<br />
150<br />
18,87<br />
3.000<br />
<strong>restwarmte</strong> 1.000 kW<br />
ºC<br />
kg/s<br />
kW<br />
TAP Thermo akoestische powergenerator<br />
TAP<br />
Elektriciteit<br />
warmteafvoeren / koelen (projectafhankelijk)<br />
oppervlaktewater
Thermo Acoustic Powergenerator TAP<br />
• <strong>restwarmte</strong> > 100°C<br />
• Energetisch rendement 6-15%<br />
• Target prijs: all in: € 3.000/kWe<br />
• Ontwikkeling: demo
Thermo Acoustic Powergenerator TAP<br />
• Bedrijfstijd: 8.000 uur/jaar<br />
• Restwarmte 1.000 kWth<br />
€/jaar<br />
70.000<br />
60.000<br />
50.000<br />
40.000<br />
30.000<br />
20.000<br />
10.000<br />
0<br />
opbrengst energie (55 €/MWh)<br />
kosten O&B<br />
kosten kapitaallasten<br />
kosten- opbrengst TAP<br />
150 grC 150 grC 200 grC 250 grC 300 grC<br />
kosten opbrengst opbrengst opbrengst opbrengst
Demonstratieproject TAP<br />
Smurfit Kappa Solid Board Bad Nieuweschans
Climeon: hybride Absorptie/ORC
Carbon Carrier Cycle (C3) t.o.v. Rankine Cycle
Climeon: hybride Absorptie/ORC<br />
• Lage <strong>restwarmte</strong>temperatuur 80 - 120°C<br />
• Energetisch rendement 10-15%;<br />
• Standaard componenten (lage druk 2 bar);<br />
• Target prijs: all in: € 3.000/kWe;<br />
• Opbrengst per kWe: 8.000 kWh/a = € 500-600/a<br />
• Ontwikkeling: Zweden demonstratie
Climeon: Demo 3 kWe
Vergelijking ORC-TAP-Climeon<br />
30,0%<br />
25,0%<br />
20,0%<br />
15,0%<br />
10,0%<br />
5,0%<br />
0,0%<br />
Elektrisch rendementen TAP/ORC/Climeon<br />
ORC netto rend<br />
TAP netto rend<br />
praktijk Turboden<br />
praktijk MIROM<br />
praktijk Bosch WHR OR 75<br />
praktijk Tri-o-gen<br />
praktijk Turboden<br />
Climeon<br />
0 50 100 150 200 250 300 350 400<br />
aanvoertemperatuur <strong>restwarmte</strong> in ºC
<strong>Innoforte</strong><br />
<strong>Van</strong> Heemstraweg 56 d<br />
6651 KH Druten<br />
Telefoon 0487 51 03 75<br />
www.innoforte.nl<br />
info@innoforte.nl
Change language