ENATEC micro-cogen cogen B.V.

Transcriptie

1 micro-cogen BV Micro-WKK systemen op basis van de Vrije Zuiger Stirlingmotor De condenserende CV ketel met elektriciteitsproductie Ruud van der Woude (ECN/EGON) 1 2 micro-cogen cogen B.V. micro-cogen B.V. is in 1997 opgericht. De aandeelhouders zijn: - Eneco energie - Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) houdt zich bezig met de ontwikkeling en integratie van Vrije Zuiger Stirling motoren voor toepassing in micro-wkk systemen werkt voor de productie van de Stirlingmotoren samen met de Japanse fabrikant Rinnai De micro-wkk systemen op basis van deze Stirling motoren zullen in Europa door enkele gerenomeerde europese CV-fabrikanten op de markt worden gebracht De eerste ontwikkelingsfase van is gesubsidieerd door NOVEM

2 Commerciële activiteiten van Drie partijen samenwerking tussen, Infinia en Rinnai (een gasapparaten fabrikant die o.a. de Aziatische CV markt bedient) om de FPSE geschikt te maken voor massaproductie Een licentie- en ontwikkelingsovereenkomst tussen en Merloni Termosanitari SpA Group Faciliteren van de technologie via discussies met energiebedrijven en de overheid 3 Inhoud Ontwikkeling van de CV technologie Keuze voor de Vrije Zuiger Stirlingmotor (FPSE) Opbouw van een Stirling micro-wkk systeem Milieu- en economische voordelen Combinatie met biomassa 4

3 Ontwikkeling van de CV technologie. Evolutie van de CV-techniek in de afgelopen decennia: Calorische efficiency [%] Gasverbruik referentiehuis [m 3 /jr] CO 2 emissie [ton/jr] 5,6 4,8 4,2 3,7 NO x emissie in rookgas [ppm] <150 <90 <40 <40 VR HR 5 Ontwikkeling van de CV technologie. Behoefte aan nieuwe CV-technologie met: - een hoger rendement dan de huidige CV-ketels, meer comfort voor de gebruiker en minder gevolgen voor het milieu (CO 2 uitstoot) Mogelijke oplossing: - decentrale elektriciteitsopwekking gecombineerd met standaard condenserende CV-ketel techniek (micro-wkk) Voordeel: - de restwarmte van de elektriciteitsopwekking wordt efficiënt gebruikt voor de verwarming van het huis en de bereiding van warm water 6

4 Ontwikkeling van de CV technologie. Eisen aan het nieuwe micro-wkk systeem: - geen extra onderhoud - niet meer geluid - acceptabele terugverdientijd Specifieke oplossing: - Onderhoudsvrije generator + condenserende CV ketel - Markt gedreven ontwikkeling Oprichting van 7 Keuze voor de Stirling technologie. De onderhoudsvrije Vrije Zuiger Stirlingmotor (FPSE) is de meest geschikte generator voor het micro-wkk systeem dat voor ogen heeft heeft gekozen voor de technologie van: - Infinia Corporation (Kennewick, WA, USA) heeft een licentie op de Infinia technologie voor toepassing in micro-wkk in Europa 8

5 Keuze voor de Stirling technologie. Ter bepaling van de marktpotentie is het relatieve financiële voordeel voor de gebruiker na vijf jaar bepaald als functie van het elektrisch vermogen: Relatief financieel voordeel van Stirling micro-chp na 5 jaar als functie van het elektrisch vermogen Relatief voordeel Elektrisch vermogen Stirling [Watt] 9 Keuze voor de Stirling technologie. Specificaties van de Vrije Zuiger Stirling motor: - Netgekoppeld (50 Hz), m.b.v. gridbox - El. Vermogen: > 1000 W e - Netspanning: 230 V - Koelwater: 45 C - Levensduur: uur en aan-uit schakelingen (15 jaar) De eerste variant van de motor is ontwikkeld door Infinia. De motor is daarna verder ontwikkeld bij ECN. 10

6 Opbouw van een Stirling micro-wkk systeem. 11 Opbouw van een Stirling micro-wkk systeem. Uitvoering van het micro-wkk systeem in de veldtest: 12

7 Opbouw van een Stirling micro-wkk systeem. heeft 10 veldtest systemen gebouwd 7 zijn in huizen getest van zijn in het laboratorium getest De lab units hebben 1,5 MWhr elektriciteit geproduceerd 13 Milieu- en economische voordelen. Een micro-wkk of HRE toestel met technologie verbruikt voor de verwarming van het referentiehuis per jaar ongeveer 240 m 3 gas meer dan een HR ketel Dit extra gas wordt gebruikt voor de opwekking van elektriciteit. De gebuiker krijgt er kwh elektriciteit voor terug Mogelijke toekomstige CV technologie in Europa VR HR HRE Calorisch rendement [ %] Gasverbruik van referentiehuis voor verwarming [m 3 /jr] kwh centrale elektriciteit [m 3 /jr] kwh decentrale elektriciteit [m 3 /jr] 240 NOx emissie in rookgas [ppm] <40 <40 <20 Elektriciteit [kwh/y]

8 Milieu- en economische voordelen. 627 m³ 240 m³ Een elektriciteitcentrale met 41% rendement heeft 627 m 3 gas nodig om kwh elektriciteit aan een huishouden te leveren. Of wel : ( ) / ( ) = 14% lager gas verbruik dus 14% lagere CO 2 emissie 15 Combinatie met biomassa. De huidige brander is ontwikkeld voor de verbranding van aardgas Bij de warmte overdracht naar de kop is straling dominant Koeler, water van ca. 40 C 16 Kop midden in brander, temp. max. 630 C

9 Combinatie met biomassa. Voor de toepassing van biobrandstoffen is het nodig een nieuwe brander te ontwikkelen Mogelijk is ook een herontwerp van de kop van de Stirlingmotor noodzakelijk De bonus van een Stirling micro-wkk systeem op biobrandstof is een ongeëvenaarde reductie van de CO 2 uitstoot Enatec werkt op dit moment niet actief aan de ontwikkeling van een biobrandstof-stirling-micro-wkk-systeem, maar is zeer geïnteresseerd om hier samen met andere partners aan te beginnen 17 Dank voor uw interesse! U kunt bereiken via: info@enatec.com Internet: 18