Výroba mechanickej energie
I. Výroba mechanickej energie z biomasy
Výroba mechanickej energie
Plynné biopalivá v spaľovacom motore
Bionafta v spaľovacom motore
Motor na čistý olej – Elsbett motor
Motor na teplý vzduch – Stirlingov motor (teplovzdušný motor s vonkajším spaľovaním)
a. Plynné biopalivá v spaľovacom motore
Plynné biopalivá (drevoplyn a bioplyn) na výrobu mechanickej energie
Použitie plynných biopalív v spaľovacích motoroch mobilných zariadení pochádza z XIX storočia a značne sa rozšírilo v Európe počas 1. a 2. svetovej vojny.
Obidve palivá (drevoplyn a bioplyn) je možné použiť v benzínových i naftových motoroch. Je však potrebné v nich urobiť isté úpravy.
Problémom vo vozidle je skladovací priestor na plyn pod tlakom často väčším ako 20 MPa.
Relatívny výkon naftového motora na drevoplyn alebo bioplyn je asi 85-90 % pôvodného výkonu.
Motor na drevoplyn alebo bioplyn produkuje menej emisií, hlavne CO a NOx, ako motor na benzín či naftu.
Bioplyn a drevoplyn sa v súčasnosti ako palivo v motorových vozidlách nevyužíva. Hlavným dôvodom je:
– Bioplyn, keď sa už vyrobí, je lepšie ho zhodnotiť v stacionárnom zariadení – napr. v kogeneračnej jednotke pri výrobe elektrickej energie a tepla.
– Drevoplyn vzhľadom na nižšiu energetickú hodnotu je významným palivom v kotloch pre výrobu tepla a TÚV.
b. Bionafta v spaľovacom motore
Bionafta na výrobu mechanickej energie
Vo väčšine krajín prevláda používanie bionafty (esterifikovaného oleja) hlavne ako prísady do klasickej nafty. Vyššie ako 30 % zastúpenie vedie k problémom s oxidačnou stabilitou, tvorbou živíc a usadenín v motore.
V USA sa presadzuje palivo s 20 % zastúpením, vo Francúzsku sa pridáva 5 % bionafty a zvyšok nafta.
V Nemecku sa predáva hotová zmes, ale je možné si načerpať ľubovolnú zmes.
Na Slovensku od 1. 1. 2006 platí povinnosť pridávať do 5 % bionafty do motorovej nafty.
Motor na čistý olej – Elsbett motor
Elsbett motor
Elsbett motor vyrába mechanickú energiu spaľovaním čistého rastlinného oleja.
Olej nie je esterifikovaný.
Elsbett motor dosahuje účinnosť do 40 %.
Elsbett motor
Je vybavený špeciálnym vstrekovaním oleja kombinovaným s okrúhlou spaľovacou komorou umiestnenou vo valci motora.
Riešenie umožňuje spaľovanie oleja pri vysokej teplote v centre obklopenom vrstvou studeného vzduchu.
d. Motor na teplý vzduch – Stirlingov motor (teplovzdušný motor s vonkajším spaľovaním)
Stirlingov motor
Bratia Stirlingovci zostrojili v roku 1816 stroj, ktorý mení tepelnú energiu na mechanickú.
V tom čase bol využívaný na odčerpávanie vody z baní.
V súčasnosti začalo byť výhodné používať ho opäť – ako napr. súčasť kogeneračných zariadení
Stirlingov motor je možné vo všeobecnosti nazvať ekologickým motorom 21. storočia.
Stirlingov motor
Princíp práce Stirlingovho motora
Stirlingov motor
Pel = (1-50) kW
el = (10-30) %
Palivo: „čokoľvek“ čo pri spaľovaní privádza teplo z vonku motora – vonkajšie spaľovanie. Motor pracuje na teplo z biomasy (taktiež na energiu geotermálnu, solárnu a pod..)
Výhody:
nízke emisie,
malá hlučnosť (výzvedné ponorky),
nízke nároky na údržbu, variabilita paliva
Nevýhody:
– nízka dynamika zmeny záťaže
– cena: 1100-1300 €.kWE–1
Na pohon ventilátora nie je potrebná dodatočná energia.
Ventilátor je poháňaný teplom, ktoré sa snaží dostať preč zo systému.
Táto skutočnosť je obrovskou výhodou, pretože otáčky ventilátora sú priamo úmerné potrebe ochladzovania.
Použitie Stirlingovho motora pre napájanie spotrebičov v „spiacom“ režime
Bežný rodinný dom v čase neprítomnosti obyvateľov počas dňa, má trvalú potrebu elektrickej energie.
V prevádzke je malý počet zariadení, ktoré pre svoju prevádzku potrebujú neustále byť pripojené na elektr. sieť: zariadenia v tzv. spiacom režime, tiež chladnička, mraznička.
