Încălzirea globală crește de la o zi la alta și este de așteptat să aibă un efect devastator, de lungă durată, pe planeta Pământ. Pentru a combate situația, diverse companii își dau puterea. Aerostrovilos Energy, start-up-ul incubat IIT-Madras s-a alăturat grupului în 2017 cu ideea de a dezvolta turbine cu gaz care sunt utilizate în principal pentru propulsia aerospațială sau pentru generarea mare de energie de la zeci la sute de MW. Turbinele cu gaz sunt cele mai curate dispozitive de ardere care se pot adapta la o varietate de combustibili, creând astfel un ecosistem net de carbon neutru cu ajutorul biocombustibililor.
Curioși să știm despre companie și cât de eficiente sunt soluțiile lor în reducerea impactului asupra mediului, ne-am așezat cu Rohit Grover, cofondator și CEO al Aerostrovilos Energy. În timp ce urmărea licență și master în inginerie aerospațială, Rohit s-a interesat din plin de tehnologie și a înțeles că există un decalaj imens în dezvoltarea tehnologiei motoarelor cu reacție în India. El a vrut să fie pionier și să lucreze pentru a aduce schimbări în tehnologia motoarelor cu reacție.
Luând timp din programul său aglomerat, Rohit a împărtășit ideea din spatele începerii companiei, stilul de lucru, povestea de succes a Aerostrovilos Energy și multe altele cu echipa CircuitDigest.
Î. „Aerostrovilos Energy” este cunoscută pentru producerea primei turbine indigene cu gaz din India pentru generarea de energie electrică. Cum a fost călătoria ta pentru a realiza acest lucru?
Am început această companie în 2017 cu o mică echipă formată din trei băieți și acum ne-am extins la o echipă multidisciplinară de 10 membri chiar acum, cu mulți dintre ei din IIT Madras și din alte IIT-uri. Suntem recunoscători pentru sprijinul imens pe care l-am primit de la laboratoarele IIT Madras, și anume NCCRD, care este cel mai mare centru de cercetare din lume pentru o astfel de tehnologie. Am fost, de asemenea, norocoși să putem fi incubați la celula de incubare IIT Madras, clasată pe cea mai bună din țară pentru startup-urile sale de tehnologie profundă. Am început inițial cu dezvoltarea unei mașini de 20kW care se rotea în jurul cumpărării unor componente și testarea componentelor noastre IP existente. În viitor, am intrat în dezvoltarea indigenă completă a unui sistem de 100kW de la zero.
Î. Vă rog să aruncați o lumină asupra subvențiilor pe care Aerostrovilos Energy le-a primit. Cât de util s-a dovedit IITM?
Am fost norocoși să primim sprijin financiar sub formă de grant de la Bharat Petroleum ca parte a proiectului Ankur pentru dezvoltarea produselor noastre. De asemenea, am reușit să adoptăm tehnologia din laboratorul NCCRD privind arderea turbinei cu gaz, care face sistemul nostru mult mai bun decât orice tehnologie existentă a turbinei. În plus, suntem recunoscători că primim sprijin din partea celulei de incubație pentru finanțare, conexiuni cu investitorii, mentori și alte facilități juridice și CS.
Î. Spuneți-ne ceva despre LX-101, generatorul de turbină cu gaz de 100kW. Care sunt principalele aplicații ale acestor turbine?
Astăzi, Micro Turbinele pentru un nivel de putere de 100kWsunt utilizate în operațiuni de alimentare continuă în afara rețelei, cum ar fi platformele petroliere, puterea descentralizată, cogenerarea industrială. Aceste aplicații au de obicei o rețea nesigură, ceea ce face ca turbinele să fie extrem de fiabile ca soluție perfectă. Are cerințe de operare și întreținere extrem de scăzute. Cu toate acestea, datorită costului capitalului extrem de ridicat, de obicei de 10 ori al unui grup diesel, acesta nu a fost folosit ca putere de rezervă, ci doar ca putere primară, de aceea are o cotă de piață foarte mică. La începutul anilor 2010, când costurile bateriei erau mari; generatoarele de turbine au fost încercate ca extensor de gamă de multe companii și nu s-au mutat la o scară de producție din cauza costurilor ridicate. Acum, cu inovația noastră,suntem capabili să aducem cerința materialului la categoria mai puțin exotică și auto, reducând astfel costurile la egalitate cu tehnologia existentă a motorului diesel. Acest lucru îi poate permite acum să găsească aplicații pe piața generatoarelor de vehicule diesel și EV.
Î. Cum funcționează aceste turbine cu gaz flexibil pentru combustibili (MGT)? Care este semnificația sa?
Micro-turbine cu gaz sunt similare cu tehnologia Jet Engine care alimentează o aeronavă sau mari centrale pe bază de turbină cu gaz care alimentează orașele noastre. Acestea sunt o versiune miniaturizată a aceluiași. În timp ce cel mai mare poate alerga de la câțiva megawați la 100 de megawați, dar microturbina este cuprinsă între 20 și 200 kilowați.
Tehnologia de bază este aceeași care folosește ciclul Brayton în care aerul de intrare este comprimat la presiune mai mare, ars într-o cameră de ardere și extins pe o turbină pentru a crea puterea arborelui care poate fi utilizată pentru a rula un generator. Spre deosebire de turbinele mai mari, microturbinele pot fi complet fără ulei. Micro turbinele sunt, în principiu, flexibile pentru combustibil, ceea ce necesită o modificare a camerei de combustie pentru diferiți combustibili. Cu toate acestea, cu tehnologia noastră unică de cameră de ardere, nici nu trebuie să facem asta. Pentru combustibilul lichid sau gazos, este necesară o mică schimbare în conducta de combustibil pentru a selecta combustibilul și aceeași mașină poate fi rulată cu o varietate diferită de combustibili începând de la GNC, GPL, motorină, benzină, biogaz, biodiesel etc.
Turbinele, spre deosebire de seturile DG, ard combustibilul complet ca un arzător GPL în sobele noastre de bucătărie și are foarte puține emisii poluante. Nivelurile de emisii sunt de 20-30 de ori mai mici decât cel mai strict BSVI. Sunt de 5 ori mai mici ca dimensiune și de 8 ori mai ușoare decât un motor diesel pentru același nivel de putere.
Î. Cum pot fi utilizate micro turbine cu gaz (MGT) în automobile? Ce avantaje are față de motoarele IC și vehiculele electrice?
Micro-turbine cu gaz au mai fost încercate anterior în vehicul, dar au fost cuplate mecanic la sistemul de propulsie pentru propulsarea vehiculului. Cu toate acestea, în cazul actual, acestea vor produce energie electrică și vor fi utilizate pentru a alimenta motorul electric al unui EV. Acest lucru este similar cu un EV hibrid de serie în care avem un generator la bord, care în acest caz va fi un generator de turbină. În esență, va fi un EV în față cu un tren de alimentare EV și cu 90% din baterie înlocuită de un generator MGT adecvat.
Generatoarele MGT au diferite avantaje față de motoarele IC. În principiu, acestea sunt flexibile pentru combustibil și pot funcționa pe o varietate de combustibili lichizi și gazoși, inclusiv biocombustibili. Sunt de 8 ori mai ușoare și de 10 ori mai compacte decât un ICE, cu vibrații aproape zero, iar zgomotul poate fi ușor cuprins cu o carcasă. O tehnologie adecvată pentru ardere pe care le introducem numite rezultate Lean de injecție directă în reducerea semnificativă a emisiilor poluante și cu o mai bună eficiență, CO 2 amprenta, de asemenea, se reduce în mod semnificativ. ICE are o perioadă de întreținere de 500 de ore (30.000 km) și o durată de viață de 10.000 de ore (6, 00.000 km), în timp ce turbinele vor avea un ciclu de întreținere de 10.000 de ore și o durată de viață de 40.000 de ore, care este mult mai mare decât ICE.
Avantajele față de un vehicul electric devin un mamut atunci când se iau în considerare vehiculele comerciale grele care sunt necesare pentru transportul mărfurilor pe distanțe lungi. Limitările actuale ale tehnologiei baterieica densitate și autonomie, limitează utilizarea acestuia în acest segment de vehicule și aici turbinele vor juca un rol major în viitor și ar fi tehnologia de bază pentru acest segment timp de mai multe decenii. Astăzi, sunt disponibile metode de fabricație care pot permite turbinelor să fie produse în vrac și aici, tehnologia noastră LDI joacă un rol major în reducerea CapeX pentru turbină și, în general, pentru Turbine Electric Vehicle (TEV), astfel încât CapEx va fi la egalitate cu un ICE. În plus, cu un tren de acționare electric, poate oferi o economie mai bună și poate avea ca rezultat OpeX aproape la egalitate cu EV cu combinația de GNC și motorină. Cele Bateriile au o durată de viață limitatăde aproximativ 8 lakh km, în timp ce turbina poate continua să meargă de 3-4 ori. În cele din urmă, avantajul flexibilității combustibilului are ca rezultat capacitatea de a utiliza motorină, benzină, infrastructură GNC, iar mai târziu, trecerea la bioetanol, biodiesel poate fi realizată fără probleme.
Î. Sunt aceste MGT suficient de compacte pentru a se potrivi în automobile? Cum ar fi performanța comparată cu un EV?
Turbinele se pot încadra cu ușurință într-un vehicul, deoarece este mai ușor decât ICE. Așa cum am mai spus în față, este ca un EV și este acționat de un motor electric. Turbina furnizează sursa principală de energie pentru aceste motoare cu un pachet mic de baterii care va fi utilizat pentru o anumită putere suplimentară pentru accelerarea rapidă sau care se va încărca în timpul frânării.
Î. Principalul accent pe EV este pentru beneficiile sale de mediu, poate MGT să concureze cu vehiculele electrice în ceea ce privește poluarea aerului?
Da absolut! Sectorul pe care ne concentrăm este vehiculele grele și acestea sunt cele care sunt unul dintre cei mai mari vinovați de poluare, iar tehnologia bateriilor ar putea necesita încă 20 de ani la nivel mondial pentru a fi recuperată în economiile dezvoltate și poate mult mai mult decât cea pentru India. Prin urmare, dacă îl comparăm cu un camion ICE existent care ar rămâne la fel în următorii 30-40 de ani, putem face salturi în reducerea emisiilor. De asemenea, activăm combustibili pe bază de GNC și biocombustibili, împreună cu electrificarea, ca parte a planului guvernamental pentru energia viitoare de reducere a emisiilor. Iată câteva numere pentru referința dvs. pentru un camion / autobuz.
greutate la ICE- 100 de tone de CO 2; 50 de tone de CO și NOx, 10 tone de reducere a PM anual.
greutate la EV (luând în considerare rețeaua cu amprenta sa de carbon) - 50 de tone de CO 2 anual
Î. Automobilele MGT vor fi mai economice decât IC Engine?
Da, costul combustibilului poate scădea semnificativ de până la 3 ori cu utilizarea mixtă a motorinei și a GNC în comparație cu ICE.
Î. V-ați testat turbinele încă pe automobile? La ce provocări vă așteptați în acest proces?
Trebuie încă să ne testăm turbinele cu un vehicul și, pentru aceasta, lucrăm îndeaproape cu câțiva OEM-uri din segmentul vehiculelor comerciale. Le-am furniza cu mașina. Provocarea cu care ne-am putea confrunta ar fi integrarea tehnologiei cu platforma lor. Mai mult, anumite provocări din partea reglementării ar putea exista în ceea ce privește subvenția și reducerea GST etc. Turbinele sunt mai curate decât gheața și ar trebui, de asemenea, să fie subvenționate. Alte națiuni oferă subvenții pentru vehiculele cu un nou concept, cum ar fi un hibrid. Acest lucru trebuie făcut și aici.
Î. MGT-urile flexibile de combustibil vor deveni curentul principal în înlocuirea seturilor DG existente pentru puterea de rezervă. Cât de departe este adevărat?
Este un scenariu plauzibil. Turbinele au existat încă din anii 40-50. Au înlocuit motoarele cu piston, apoi datorită fiabilității și performanței superioare și cu anumite inovații pe care le aducem; cu siguranță pot face același lucru pentru aplicațiile terestre, inclusiv seturile DG. USP al turbinei constă în flexibilitatea combustibilului sau în capacitatea sa de a utiliza o putere calorică redusă sau combustibili murdari, cum ar fi biogazul, gazul etc., la care ICE-urile se luptă să se adapteze. Odată ce se stabilește producția pe bază de volum pentru turbinele cu gaz care utilizează materialele și standardele de fabricație mai ieftine existente, care sunt utilizate pentru fabricarea unei componente de tip turbină numită Turbocharger, acestea pot concura cu seturile DG pe diferite aspecte care includ eficiență, fiabilitate, emisii etc..
Î. Compania dvs. a redus de 10 ori costul inițial al generatoarelor de turbine cu microgaz. Cum a fost posibil? Ce dificultăți ai întâmpinat?
Este posibil ca unii dintre voi să știți despre Turbocharger. Acestea sunt similare cu un MGT în ceea ce privește construcția și principiul. Sunt produse în vrac și sunt utilizate cu ICE-uri care funcționează cu motorină pentru a-și îmbunătăți performanța. Sunt fabricate în masă folosind materiale mai ieftine și procese de fabricație bine stabilite. Ne propunem să folosim același proces pentru a face MGT-urile noastre și captura este tehnologia noastră LDI care acum face posibilă utilizarea acestor procese pentru realizarea unui MGT.
A trebuit să ne gândim de la primul principiu și să înțelegem de ce nu pot turbinele cu gaz să fie mai ieftine și ce le împiedică să fie așa? Dar pentru aplicații auto cu anumite modificări în regiunea noastră de ardere, am reușit să scăzem temperaturile care nu ne impuneau să mai folosim acele materiale exotice și procese de fabricație adoptate pentru turbine sau motoare cu reacție.
Î. Care sunt celelalte produse avansate tehnologic aliniate pentru a fi fabricate de compania dumneavoastră?
Prima linie de produse pe care o planificăm este o gamă de produse de 120kW pentru aplicații pentru vehicule comerciale grele. Mai târziu, vom introduce produse adecvate pentru diferite segmente de vehicule comerciale cu niveluri de putere cuprinse între 20kW și 200kW. Pentru piața gen-set, vom folosi aceleași produse și vom începe să le combinăm și putem oferi o capacitate de până la 1 MW pentru generarea distribuită de energie care utilizează combustibili mai curați, cum ar fi gazul natural, biogazul sau gazul producător. În timp, vom aduce noi inovații în tehnologia noastră pentru diferite subsisteme pe care le importăm în prezent.