Энергоэффективный двигатель превращает отходы горячей воды в электричество

Он может привести к снижению потребления энергии и выбросов углекислого газа для тысяч различных предприятий: от морского грузового транспорта до центров обработки данных.

Компания Exergyn, базирующаяся в Дублине, Ирландия, планирует запустить первые промышленные испытания своей технологии в следующем году.





По оценкам Exergyn, потери тепла горячей воды в промышленных процессах в мировом масштабе примерно в 2 раза превышают количество энергии от ежегодной добычи нефти и газа в Саудовской Аравии.

«В мире очень много отходов горячей воды», говорит генеральный директор Exergyn Алан Хили. «В большинстве случаев компании фактически тратят энергию для ее охлаждения.»
Грузовые суда, например, обычно откачивают горячую воду из двигателя вокруг судна, чтобы охладить его. А в центрах обработки данных для охлаждения серверов используются потребляющие электричество вентиляторы. Открытие эффективного способа захвата и использования этой энергии снизит затраты и сократит выбросы углекислого газа.

Exergyn Drive использует особые свойства сплава никеля и олова — нитинола. Вы можете согнуть изделие из нитинола, но при нагревании оно возвратится к своей первоначальной форме. Это свойство «памяти формы» делает нитинол желательным в широком диапазоне применений, в том числе для медицинских приборов, небьющихся солнцезащитных очков и марсоходов НАСА.

Он также имеет еще одно необычное качество. В отличие от большинства материалов, нитинол расширяется при охлаждении как вода, когда она превращается в лед.

«Во Вселенной совсем немного подобных материалов», говорит Майк Лэнгдон, руководитель Exergyn по управлению продуктами.





Эти два свойства являются основой двигателя Exergyn. Внутри устройства пучок метровых нитиноловых проводов прикреплен к поршню. Горячая и холодная вода попеременно омывают провода через каждые 10 секунд, что заставляет их быстро расширяться и сжиматься на 4 сантиметра, перемещая поршень вверх и вниз. Гидравлическая система преобразует силовое линейное движение во вращательное движение, которое, в свою очередь, приводит в действие генератор. Двигатель производит 10 киловатт электроэнергии от около 200 кВт тепловой энергии в горячей воде отходов.

Возможно, это не очень эффективно, но это «свободная» энергия, которая в противном случае будет потрачена впустую. А зачастую она не просто тратится впустую: на охлаждение отработанных вод тратятся новая энергия и деньги.

Компания потратила три года, меняя дизайн и материалы таким образом, чтобы он мог работать в течение миллионов циклов. В прошлом году было получено 2,5 млн евро из фонда Horizon 2020 Европейской комиссии для вывода технологии на рынок, и в настоящее время компания планирует три промышленных испытания в 2017 году: в аэропорту Дублина и на двух полигонах захоронения отходов. Во всех трех случаях технология Exergyn будет использовать теплую воду от 90°С или ниже — от газового двигателя в аэропорту и от биогазовых генераторов на полигонах захоронения отходов — для производства электроэнергии на месте.

Помимо освоения отработанного тепла промышленных производств, компания надеется, что двигатель может расширить рынок геотермальной энергии. На данный момент производство электроэнергии из геотермальных источников экономически эффективным способом требует очень горячей воды при высоких скоростях потока. Это обычно предполагает рытье очень глубоких колодцев с широким диаметром, что значительно увеличивает затраты на бурение. Лэнгдон говорит, что технология Exergyn позволяет использовать более широкий диапазон геотермальных участков, поскольку он работает с водой при более низких температурах и потоке.

Джон Блоус, бывший президент Institution of Diesel and Gas Turbine Engineers, который знает эту технологию, но не имеет доли в компании, соглашается с тем, у нее широкий диапазон применений. Но он говорит, что лишь небольшой процент из них будет жизнеспособным, если компания не найдет способ производить технологию дешево. «Это сводится, в конце концов, к коммерческой жизнеспособности,» говорит он.

Лэнгдон говорит, что сочетание отсутствия затрат на топливо и механической простоты машины обещает, что Exergyn сможет снизить затраты. Он говорит, что в настоящее время может вырабатывать электроэнергию за 40£ за MWhr (МВт) — дешевле, чем газ и уголь. опубликовано  

 



 

Источник: ecotechnology