Den globale opvarmning øges dag for dag og forventes at have en vidtrækkende, langvarig, ødelæggende effekt på planeten Jorden. For at bekæmpe situationen gør forskellige virksomheder deres indsats. Aerostrovilos Energy, IIT-Madras inkuberede bilstart, sluttede sig til vognen i 2017 med ideen om at udvikle gasturbiner, der primært bruges til fremdrift i luftfart eller stor kraftproduktion fra ti til hundreder af MW'er. Gasturbiner er de reneste forbrændingsanordninger, der kan tilpasse sig forskellige brændstoffer og derved skabe et netto-kulstofneutralt økosystem ved hjælp af biobrændstoffer.
Vi var nysgerrige efter at vide om virksomheden og hvor effektive deres løsninger er til at mindske miljøpåvirkningen. Vi sad sammen med Rohit Grover, medstifter og administrerende direktør for Aerostrovilos Energy. Rohit blev meget interesseret i teknologien og forstod, at der er et stort hul i udviklingen af jetmotorteknologi i Indien. Han ønskede at være banebrydende for det og arbejde hen imod at skabe ændringer i jetmotorteknologi.
Rohit tog tid ud af sin travle tidsplan og delte ideen bag at starte virksomheden, arbejdstil, Aerostrovilos Energy's succeshistorie og meget mere med CircuitDigest-teamet.
Q. 'Aerostrovilos Energy' er kendt for at fremstille Indiens første indfødte gasturbine til elproduktion. Hvordan var din rejse med at få dette gjort?
Vi startede dette firma i 2017 med et lille team på tre fyre og har nu udvidet til et tværfagligt team på 10 medlemmer lige nu med mange af dem fra IIT Madras og andre IIT'er. Vi er taknemmelige for den enorme støtte, vi har modtaget fra IIT Madras laboratorier, nemlig NCCRD, som er verdens største forskningscenter for sådan teknologi. Vi har også været heldige at være i stand til at blive inkuberet i IIT Madras inkubationscelle, der er rangeret som den bedste i landet for sine dybteknologiske startups. Vi startede oprindeligt med udviklingen af en 20 kW maskine, der drejede sig om at købe nogle af komponenterne og teste vores eksisterende IP-komponenter. Fremadrettet er vi gået i fuldstændig oprindelig udvikling af et 100 kW-system fra starten.
Q. Vær opmærksom på tilskud, som Aerostrovilos Energy har fået. Hvor nyttigt viste IITM sig at være?
Vi har været heldige at modtage økonomisk støtte som tilskud fra Bharat Petroleum som en del af deres Project Ankur til vores produktudvikling. Vi har også været i stand til at anvende teknologien fra NCCRD-laboratoriet om gasturbineforbrænding, der gør vores system langt bedre end nogen eksisterende turbinteknologi. Desuden er vi taknemmelige for at få støtte fra inkubationscellen til finansiering, investorforbindelser, mentorer og andre juridiske og CS-faciliteter.
Q. Fortæl os noget om LX-101, 100 kW mikro gasturbine generator. Hvad er de vigtigste anvendelser af disse vindmøller?
I dag er Micro Turbines til 100 kW effektniveauanvendes i off-grid kontinuerlige kraftoperationer såsom olierigger, decentral kraft, industriel co-generation. Disse applikationer har typisk et upålideligt nett, som gør turbiner, der er ekstremt pålidelige, som en perfekt løsning. Det har ekstremt lave drifts- og vedligeholdelseskrav. På grund af ekstremt høje kapitalomkostninger, typisk 10 gange et dieselgener-sæt, er det imidlertid ikke blevet brugt som en backup-effekt, men kun som prime power og har derfor en meget lille markedsandel. I begyndelsen af 2010'erne, hvor batteriomkostningerne var høje; turbinegeneratorerne blev prøvet som en rækkevidde af mange virksomheder og flyttede ikke til en produktionsskala på grund af høje omkostninger. Nu med vores innovation,vi er i stand til at bringe materialebehovet ned til den mindre eksotiske kategori og bilindustrien og dermed reducere omkostningerne på niveau med den eksisterende dieselmotorteknologi. Dette kan nu give det mulighed for at finde applikationer på Diesel gen-set og EV markedet.
Q. Hvordan fungerer disse brændstoffer fleksible mikrogasturbiner (MGT)? Hvad er dens betydning?
Mikrogasturbinerne ligner Jet Engine-teknologien, der driver et fly eller store gasturbinebaserede kraftværker, der driver vores byer. Disse er en miniaturiseret version af det samme. Mens den større kan løbe op fra nogle få megawatt til 100'ere megawatt, men mikroturbinen er fra 20-200 kilowatt rækkevidde.
Kerneteknologien er den samme, der bruger Brayton-cyklussen, hvor den indkommende luft komprimeres til højere tryk, brændes i et forbrændingskammer og udvides over en turbine for at skabe den akseleffekt, der kan bruges til at køre en generator. I modsætning til større vindmøller kan mikroturbinerne være helt oliefrie. Mikroturbiner er i princippet fleksible med brændstof, hvilket kræver en vis modifikation af et forbrændingskammer til forskellige brændstoffer. Men med vores unikke forbrændingskammerteknologi behøver vi heller ikke gøre det. For flydende eller gasformigt brændstof er der behov for en lille ændring i brændstofslangen for at vælge brændstof, og den samme maskine kan køres med forskellige brændstoffer, der starter fra CNG, LPG, diesel, benzin, biogas, biodiesel osv.
I modsætning til DG-apparater forbrænder turbiner brændstoffet fuldstændigt som en LPG-brænder i vores køkkenovne og har meget lidt forurenende emissioner. Emissionsniveauerne er også 20-30 gange lavere end den strengeste BSVI. De er 5 gange mindre i størrelse og 8 gange lettere end en dieselmotor til det samme effektniveau.
Spørgsmål: Hvordan kan mikrogasturbiner (MGT) bruges i biler? Hvilke fordele har den i forhold til IC-motorer og elbiler?
Mikrogasturbiner er tidligere blevet afprøvet før i køretøjet, men blev mekanisk koblet til drivlinjen til fremdrift af køretøjet. I det nuværende tilfælde producerer de imidlertid elektrisk kraft og vil blive brugt til at drive el-motoren til en EV. Dette ligner en serie hybrid EV, hvor vi har en indbygget generator, som i dette tilfælde vil være en turbinegenerator. I det væsentlige vil det være en EV foran med et EV-drivlinje og med 90% af batteriet erstattet af en passende MGT-generator.
MGT-generatorerne har forskellige fordele i forhold til IC-motorer. I princippet er de fleksible med brændstof og kan også køre på en række flydende og gasformige brændstoffer inklusive biobrændstoffer. De er 8 gange lettere og 10 gange kompakte end en ICE, næsten nul vibrationer, og støjen kan let indeholdes i et kabinet. En passende teknologi til forbrænding, at vi indfører kaldes Lean Direct Injection resulterer i væsentligt lavere forurenende emissioner og med bedre effektivitet, CO 2 fodaftryk kommer også markant ned. ICE har en vedligeholdelsesperiode på 500 timer (30.000 km) og en levetid på 10.000 timer (6, 00.000 km), mens møller vil have en vedligeholdelsescyklus på 10.000 timer og en levetid på 40.000 timer, hvilket er langt større end ICE.
Fordelene over en EV bliver en mammut, når man overvejer tunge erhvervskøretøjer, der er nødvendige for at transportere varer over lange afstande. De nuværende begrænsninger i batteriteknologieni densitet og rækkevidde begrænser dets anvendelse i dette køretøjssegment, og det er her, møllerne vil spille en vigtig rolle i fremtiden og ville være den bedste teknologi til dette segment i mange årtier fremover. I dag er der fremstillingsmetoder, der er tilgængelige, der gør det muligt at producere møller i bulk, og her spiller vores LDI-teknologi en vigtig rolle i at bringe CapeX ned for turbinen og samlet set for turbine Electric Vehicle (TEV), således at CapEx vil være på niveau med en ICE. Yderligere med et elektrisk drev kan det give en bedre økonomi og resultere i OpeX næsten på niveau med EV med kombination af CNG og diesel. De batterier har en begrænset levetidca. 8 lakh km, mens turbinen kan fortsætte med at gå 3-4 gange. Endelig resulterer fordelen ved brændstoffleksibilitet i muligheden for at bruge diesel, benzin, CNG-infrastruktur, og senere, ved at skifte til bio-ethanol, kan bio-diesel gøres glat.
Spørgsmål: Er disse MGT'er kompakte nok til at passe ind i biler? Hvordan sammenlignes præstationen med en EV?
Turbiner kan let passe ind i et køretøj, da det er lettere end ICE. Som jeg sagde før, er det som en EV og drives af en elektrisk motor. Turbinen leverer den største kraftkilde til disse motorer med en lille batteripakke, der vil blive brugt til en vis ekstra effekt til hurtig acceleration eller skal oplades under bremsning.
Q. Hovedfokus på EV er for dets miljømæssige fordele. Kan MGT konkurrere med EV'er med hensyn til luftforurening?
Ja absolut! Den sektor, vi fokuserer på, er tunge køretøjer, og det er dem, der er en af de største synder for forurening, og batteriteknologien kan kræve yderligere 20 år globalt for at indhente i udviklede økonomier og måske meget mere end det for Indien. Derfor, hvis vi sammenligner det med en eksisterende ICE-lastbil, der ville forblive den samme i de næste 30-40 år, kan vi tage spring med at reducere emissionerne. Vi banker også på CNG og biobrændstoffer baseret på brændstof sammen med elektrificering som en del af regeringsplanen for fremtidig energi for at nedbringe emissionerne. Her er et par tal til din reference for en lastbil / bus.
wrt til ICE-100 ton CO 2; 50 ton CO & NOx, 10 ton PM reduktion årligt.
wrt til EV (i betragtning af nettet med dets CO2-fodaftryk) - 50 tons CO 2 årligt
Spørgsmål: Vil MGT-drevne biler være mere økonomiske end IC Engine?
Ja, brændstofomkostningerne kan falde markant op til 3 gange med blandet brug af diesel og CNG sammenlignet med ICE.
Spørgsmål: Har du testet dine møller på bilindustrien endnu? Hvilke udfordringer forventer du i processen?
Vi skal endnu ikke teste vores turbiner med et køretøj, og derfor arbejder vi tæt sammen med et par OEM'er, der er inden for erhvervskøretøjssegmentet. Vi forsyner dem med maskinen. Den udfordring, vi måske står over for, er at integrere teknologien med deres platform. Desuden kan der være visse udfordringer fra lovgivningsmæssig side med hensyn til tilskud og GST-rabat osv. Turbinerne er renere end is og bør også komme under tilskud. Andre nationer yder tilskud til køretøjer med et nyt koncept såsom en hybrid. Det skal også gøres her.
Q. Brændstof-fleksible MGT'er bliver mainstream i udskiftningen af de eksisterende DG-sæt til backup-strømmen. Hvor langt er det sandt?
Det er et plausibelt scenario. Turbiner har eksisteret siden 40-50'erne. De har udskiftet stempelmotorer på grund af deres overlegne pålidelighed og ydeevne og med visse innovationer, som vi bringer ind; de kan helt sikkert gøre det samme for jordbaserede applikationer inklusive DG-sæt. USP for turbinen ligger i dens fleksibilitet i brændstof eller evne til at køre lav brændværdi eller snavsede brændstoffer som biogas, syngas osv., Som ICE'erne kæmper for at tilpasse sig. Når den volumenbaserede fremstilling er etableret for gasturbiner ved hjælp af de eksisterende billigere materialer og fremstillingsstandarder, der anvendes til fremstilling af en turbinelignende komponent kaldet turbolader, kan de konkurrere med generaldirektoratet om forskellige aspekter, der inkluderer effektivitet, pålidelighed, emissioner osv..
Q. Din virksomhed har skåret ned på forhånd omkostningerne ved mikro gasturbine generatorer med 10 gange. Hvordan var det muligt? Hvilke vanskeligheder stod du overfor?
Nogle af jer kender måske til turbolader. Disse ligner en MGT med hensyn til konstruktion og princip. De produceres i løs vægt og bruges sammen med ICE'er, der kører på diesel, for at forbedre dens ydeevne. De masseproduceres ved hjælp af billigere materialer og veletablerede fremstillingsprocesser. Vi agter at bruge den samme proces til at fremstille vores MGT'er, og fangsten her er vores LDI-teknologi, som nu gør det muligt at bruge disse processer til fremstilling af en MGT.
Vi var nødt til at tænke fra det første princip og forstå, hvorfor gasturbinerne ikke kan være billigere, og hvad der forhindrer dem i at være sådan, og indså, at det var det eksotiske materialevalg, der går ind i luftfartsmaskinen. Men til anvendelse i biler med visse ændringer i vores forbrændingsregion lykkedes det os at sænke temperaturerne, som ikke krævede, at vi længere brugte de eksotiske materialer og fremstillingsprocesser, der blev vedtaget til luftfartøjsmotorer eller jetmotorer.
Q. Hvad er de andre teknologisk avancerede produkter, der er opstillet til at blive produceret af din virksomhed?
Den første produktserie, som vi planlægger, er et 120 kW produktprogram til Heavy Duty erhvervskøretøjsapplikationer. Senere vil vi introducere egnede produkter til forskellige erhvervskøretøjssegmenter med effektniveauer fra 20 kW til 200 kW. For det oprindelige marked bruger vi de samme produkter og begynder at kombinere dem og kan tilbyde kapacitet op til 1 MW til distribueret kraftproduktion, der bruger renere brændstoffer som naturgas, biogas eller producentgas. Over tid vil vi bringe yderligere innovationer i vores teknologi til forskellige undersystemer, som vi i øjeblikket importerer.