Výroba elektrickej energie parným motorom

Spoločnosť TUVATECH, s.r.o. je presvedčená, že sa v súčasnej dobe oplatí venovať pozornosť týmto zdrojom energie. Preto sa podujala zaoberať vývojom parného motora s rotujúcim piestom. Na začiatku to bol nápad, v súčasnosti ide o už vyvinutý prototyp motora a nového výrobku s udeleným patentom. Tímu zanietených vedcov pomohla s rozbehnutím odvážneho podnikateľského plánu konzultantská firma Neulogy, a.s. a finančná podpora Agentúry na podporu výskumu a vývoja.

Parný motor slúži na decentralizovanú výrobu elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov. Pri jeho vývoji riešitelia využili znalosti o princípe činnosti a konštrukcii Wankelovho motora. Snahou bolo vyvinúť čo najjednoduchšie, spoľahlivé zariadenie, nenáročné na servis s minimalizovaním straty pri premene tepelnej energie na mechanickú energiu. A tak vznikol motor, ktorý využíva paru vznikajúcu ako odpad pri inej výrobe na výrobu elektrickej energie. Užívateľ si okrem zníženia účtov za elektrinu zabezpečí vlastný zdroj elektriny.

Výhody nového parného motora s rotujúcim piestom spočívajú v pomalobežnom motore, ktorého otáčky hriadeľa motora sú 750 otáčok za minútu. Otáčky piestu motora sú len 250 otáčok za minútu. To umožňuje využívať aj nekvalitnú, sýtu, alebo mokrú paru, ktorú nie je možné využiť v turbínach. Motor preto môže využiť aj menej kvalitné palivo, ktoré nedokáže vyrobiť dostatok kvalitnej – suchej pary, akú potrebujú pre svoju prevádzku turbíny.

Nižší počet súčiastok pri vyššej spoľahlivosti

Nový parný motor s rotujúcim piestom vychádza z koncepcie,  ktorá má o tretinu menej pohyblivých súčiastok, ako klasický piestový motor s lineárnym, vratným pohybom piestu. Nižší počet súčiastok, znamená vyššiu prevádzkovú spoľahlivosť.

Znížené riziko znečistenia pracovného média mazacím olejom

Súčasné parné motory s lineárnym, vratným pohybom piestu majú vysoké riziko znečistenia pracovného média (vodnej pary) mazivom. Aby sa piest motora, konajúci lineárny, vratný pohyb nezadrel, je nutné vstrekovať do valcov motora mazací olej. Ten je potom stieraný zo stien pomocou stieracích krúžkov. Po zotrení oleja je do pracovnej komory vpustené pracovné médium – vodná para. Preto existuje vysoké riziko, že stierací krúžok po určitom čase prestane správne fungovať a pracovné médium – vodná para sa znehodnotí mazacím olejom.

V novom parnom motore s rotujúcim piestom typu Wankel je toto riziko znížené na úroveň turbíny. Pracovné médium – vodná para a mazací olej sú tak ako v turbíne – priestorovo od seba oddelené. V pracovných komorách, kde sa vyskytuje vodná para nie je potrebné žiadne mazanie. V novom parnom motore sú mazané motorovým olejom len ložiská hriadeľa a piesta, ktoré sa nachádzajú mimo pracovného priestoru s vodnou parou.

Využitie motora nového parného motora s rotujúcim piestom v praxi je vhodné najmä na decentralizovanú výrobu elektrickej energie, pre výstavbu mikro a minikogeneračných jednotiek s výkonom 1 až 100 kW na báze biomasy, termosolárnej energie alebo odpadového tepla vznikajúceho v plynových kogeneračných jednotkách, či vo výrobných procesoch.

Technológia parného motora je vhodná:

• pre domácnosti  na výrobu tepla a elektrickej energie v mikrokogeneračných jednotkách (o výkone 0,1 až 2 kW) využívajúcich biomasu, alebo termosolárnu energiu.
• v poľnohospodárskej a drevospracujúcej sfére, ktorá má dostatok biomasy. Značná časť biomasy sa dnes používa len na vykurovanie a ohrev teplej vody. Nový parný motor umožní vyššie zhodnotenie biomasy. Umožní vyrobiť z biomasy nielen teplo, ale aj elektrickú energiu pomocou minikogeneračných jednotiek.
• v energetickom sektore je to najmä zvýšenie elektrického výkonu plynových kogeneračných jednotiek na úkor odpadového tepla, ktoré kogeneračné jednotky produkujú. (Využitie tepla výfukových spalín kogeneračných jednotiek).
• v teplárenstve, ako aj iných výrobných odvetviach ako pomalobežná točivá redukcia. Dnes je v mnohých parných kotolniach a regulačných staniciach potrebné redukovať tlak pary z vyšších tlakov na nižšie. Nový parný motor umožní tieto tlakové spády využiť na výrobu elektrickej energie.

Parný motor je tiež možné využiť na pohon čerpadiel a pohon kompresorov bez potreby elektrického prúdu.  Ďalšie možné oblasti aplikácie parného motora predstavujú: pohon lodnej skrutky, pohon ventilátorov, alebo ako pohonné jednotky poháňané stlačeným vzduchom – vhodné do výbušného prostredia. Podľa uvedených príkladov je využitie motora viacúčelové preto ho jeho riešitelia považujú za jedinečný na trhu.

„Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. VMSP-II-0038-09“

Tvorcami parného motora sú Ing. Ján Tuna a Ing. Vladimír Vavruš viac informácií nájdete tu.

(c) energia.sk

K téme