Mikro-ORC-energianmuuntimen suorituskyvyn todentaminen ja kaupallistaminen

Abstract

Tässä työssä esitellään yleisesti ORC-prosessi, sen toimintaperiaate ja käyttökohteet. Työn tavoitteena oli todentaa diesel-moottorin savukaasujen lämpöenergian sähköenergiaksi muuntavan mikro-ORC-energianmuuntimen suorituskyky. Suorituskyky pyrittiin toteamaan laskemalla laboratoriomittauksista saadusta datasta koelaitoksen sähköntuotannon hyötysuhde ja vertaamalla sitä mallinnuksessa laskettuun hyötysuhteeseen. Esitys käytännöstä suorituskyvyn todentamiseen kuuluu työn sisältöön. Koelaitoksen suorituskykyä ei pystytty toteamaan turbogeneraattoriin liittyvien ongelmien vuoksi. Tarkasteltavaksi tähän työhön jäi koelaitoksen suorituskykyyn olennaisesti liittyvien laitoskomponenttien toiminta niille tyypillisten mittausdatasta laskettujen tunnuslukujen kautta. Koelaitoksella käytettyjen lämmönsiirrinten todettiin olevan kykeneviä siirtämään tarpeeksi lämpöenergiaa 130 kW jarruteholla toimivan diesel-moottorin savukaasujen lämmöstä sähköenergian tuotantoon. Laitoksen kaupallistamista tarkasteltiin asiakkaan ja valmistajan näkökulmasta. Tarkasteluun sisältyi katsaus kaupalliseen versioon kuuluvista ominaisuuksista, alihankinnasta ja säädöksistä, jotka laitoksen on täytettävä markkinoille päästäkseen.

This thesis reviews working principles and possible applications of Organic Rankine Cycle (ORC). Research target of this thesis was to verify the performance of a micro ORC power plant. In order to do so the electrical efficiency was ment to be calculated from the data from laboratory tests and to be compared it to a efficiency calculated via modelling. Testing facility was built in a laboratory of the Lappeenranta University of Technology. Due to problems of the turbogenerator any electricity wasn’t produced so it was impossible to calculate the electrical efficiency. Performance of the essential components of the testing facility, which have an effect to e were investigated through their typical performance factors. It was verified that components and the process were functioning as planned. Commercialization was investigated from both customer’s and manufacturer’s view. Overview of a beneficial features of a commercial version, outsourcing and legislative questions are included to an investigation.