Die globale Erwärmung nimmt von Tag zu Tag zu und wird voraussichtlich weitreichende, lang anhaltende und verheerende Auswirkungen auf den Planeten Erde haben. Um der Situation entgegenzuwirken, leisten verschiedene Unternehmen ihren Beitrag. Aerostrovilos Energy, das von IIT-Madras inkubierte Automobil-Start-up, schloss sich 2017 dem Unternehmen mit der Idee an, Gasturbinen zu entwickeln, die hauptsächlich für den Antrieb in der Luft- und Raumfahrt oder zur Erzeugung großer Energie von zehn bis Hunderten von MW eingesetzt werden. Gasturbinen sind die saubersten Brenngeräte, die sich an eine Vielzahl von Brennstoffen anpassen können und so mithilfe von Biokraftstoffen ein kohlenstoffneutrales Netto-Ökosystem schaffen.
Wir waren neugierig auf das Unternehmen und wissen, wie effektiv ihre Lösungen die Auswirkungen auf die Umwelt verringern. Wir haben uns mit Rohit Grover, Mitbegründer und CEO von Aerostrovilos Energy, getroffen. Während seines Bachelor- und Master-Studiums in Luft- und Raumfahrttechnik interessierte sich Rohit sehr für die Technologie und erkannte, dass es in Indien eine große Lücke bei der Entwicklung der Strahltriebwerkstechnologie gibt. Er wollte Pionierarbeit leisten und darauf hinarbeiten, die Technologie der Strahltriebwerke zu verändern.
Rohit nahm sich Zeit aus seinem vollen Terminkalender und teilte die Idee hinter der Gründung des Unternehmens, den Arbeitsstil, die Erfolgsgeschichte von Aerostrovilos Energy und vieles mehr mit dem CircuitDigest-Team.
Q. 'Aerostrovilos Energy' ist bekannt für die Herstellung von Indiens erster einheimischer Gasturbine zur Stromerzeugung. Wie war Ihre Reise, um dies zu erreichen?
Wir haben dieses Unternehmen im Jahr 2017 mit einem kleinen Team von drei Mitarbeitern gegründet und sind jetzt auf ein multidisziplinäres Team von 10 Mitgliedern angewachsen, von denen viele auch von IIT Madras und anderen IITs stammen. Wir sind dankbar für die immense Unterstützung, die wir von den Labors des IIT Madras erhalten haben, nämlich vom NCCRD, dem weltweit größten Forschungszentrum für solche Technologien. Wir hatten auch das Glück, in der Inkubationszelle IIT Madras inkubiert zu werden, die aufgrund ihrer Deep-Tech-Startups als die beste des Landes eingestuft wurde. Wir begannen zunächst mit der Entwicklung einer 20-kW-Maschine, bei der es darum ging, einige der Komponenten zu kaufen und unsere vorhandenen IP-Komponenten zu testen. In Zukunft haben wir die vollständige Entwicklung eines 100-kW-Systems durch die Ureinwohner vorangetrieben von Grund auf neu.
Frage: Bitte werfen Sie ein Licht auf die Zuschüsse, die Aerostrovilos Energy erhalten hat. Wie hilfreich hat sich IITM erwiesen?
Wir hatten das Glück, im Rahmen des Projekts Ankur für unsere Produktentwicklung finanzielle Unterstützung als Zuschuss von Bharat Petroleum zu erhalten. Wir konnten auch die Technologie aus dem NCCRD-Labor für Gasturbinenverbrennung übernehmen, die unser System weitaus besser macht als alle vorhandenen Turbinentechnologien. Außerdem sind wir dankbar, Unterstützung von der Inkubationszelle für Finanzierung, Investorenbeziehungen, Mentoren und andere rechtliche und CS-Einrichtungen zu erhalten.
F. Erzählen Sie uns etwas über LX-101, den 100-kW-Mikrogasturbinengenerator. Was sind die Hauptanwendungen dieser Turbinen?
Heute sind die Mikroturbinen für 100 kW Leistungwerden in netzunabhängigen Dauerstrombetrieben wie Ölplattformen, dezentralem Strom und industrieller Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt. Diese Anwendungen haben typischerweise ein unzuverlässiges Gitter, wodurch Turbinen, die äußerst zuverlässig sind, als perfekte Lösung hergestellt werden. Es hat extrem niedrige Betriebs- und Wartungsanforderungen. Aufgrund der extrem hohen Kapitalkosten, typischerweise das 10-fache eines Dieselaggregats, wurde es jedoch nicht als Notstrom, sondern nur als Hauptstrom verwendet und hat daher einen sehr geringen Marktanteil. In den frühen 2010er Jahren, als die Batteriekosten hoch waren; Die Turbinengeneratoren wurden von vielen Unternehmen als Range Extender ausprobiert und sind aufgrund der hohen Kosten nicht in den Produktionsmaßstab übergegangen. Jetzt mit unserer Innovation,Wir sind in der Lage, den Materialbedarf auf die weniger exotische und automobile Kategorie zu senken und damit die Kosten auf das Niveau der vorhandenen Dieselmotorentechnologie zu senken. Dies kann es nun ermöglichen, Anwendungen auf dem Dieselaggregat- und EV-Markt zu finden.
Frage: Wie funktionieren diese flexiblen Mikrogasturbinen (MGT) für Kraftstoffe? Welche Bedeutung hat es?
Die Mikro-Gasturbinen ähneln der Jet-Engine-Technologie, die ein Flugzeug oder große Gasturbinen-Kraftwerke antreibt, die unsere Städte antreiben. Dies ist eine miniaturisierte Version davon. Während der größere von einigen Megawatt auf 100 Megawatt ansteigen kann, liegt die Mikroturbine im Bereich von 20 bis 200 Kilowatt.
Die Kerntechnologie ist dieselbe, die den Brayton-Zyklus verwendet, bei dem die einströmende Luft auf einen höheren Druck komprimiert, in einer Brennkammer verbrannt und über eine Turbine ausgedehnt wird, um die Wellenleistung zu erzeugen, die zum Betreiben eines Generators verwendet werden kann. Im Gegensatz zu größeren Turbinen können die Mikroturbinen vollständig ölfrei sein. Mikroturbinen sind im Prinzip kraftstoffflexibel, was eine Modifikation einer Brennkammer für verschiedene Brennstoffe erfordert. Mit unserer einzigartigen Brennkammertechnologie müssen wir dies jedoch auch nicht tun. Für flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff ist eine kleine Änderung in der Kraftstoffleitung erforderlich, um den Kraftstoff auszuwählen, und dieselbe Maschine kann mit verschiedenen Kraftstoffarten betrieben werden, beginnend mit CNG, LPG, Diesel, Benzin, Biogas, Biodiesel usw.
Turbinen verbrennen im Gegensatz zu DG-Sets den Brennstoff vollständig wie ein LPG-Brenner in unseren Küchenherden und haben nur sehr geringe Schadstoffemissionen. Die Emissionswerte sind ebenfalls 20 bis 30 Mal niedriger als beim strengsten BSVI. Sie sind 5-mal kleiner und 8-mal leichter als ein Dieselmotor bei gleicher Leistung.
Frage: Wie können Mikrogasturbinen (MGT) in Automobilen eingesetzt werden? Welche Vorteile hat es gegenüber Verbrennungsmotoren und Elektrofahrzeugen?
Mikrogasturbinen wurden bereits zuvor im Fahrzeug ausprobiert, wurden jedoch mechanisch mit dem Antriebsstrang gekoppelt, um das Fahrzeug anzutreiben. Im vorliegenden Fall erzeugen sie jedoch elektrischen Strom und werden zum Antreiben des Elektromotors eines Elektrofahrzeugs verwendet. Dies ähnelt einem Serien-Hybrid-EV, bei dem wir einen On-Board-Generator haben, in diesem Fall einen Turbinengenerator. Im Wesentlichen handelt es sich um einen EV vorne mit einem EV-Antriebsstrang, bei dem 90% der Batterie durch einen geeigneten MGT-Generator ersetzt werden.
Die MGT-Generatoren haben gegenüber Verbrennungsmotoren verschiedene Vorteile. Im Prinzip sind sie kraftstoffflexibel und können mit einer Vielzahl von flüssigen und gasförmigen Kraftstoffen einschließlich Biokraftstoffen betrieben werden. Sie sind 8-mal leichter und 10-mal kompakter als ein ICE, nahezu vibrationsfrei, und das Geräusch kann leicht in einem Gehäuse eingedämmt werden. Eine geeignete Technologie für die Verbrennung, dass wir Lean Direct Injection Ergebnisse in deutlich geringeren Schadstoffausstoß und mit einem besseren Effizienz, CO- genannt einführen 2 Fußabdruck kommt auch deutlich nach. ICE hat eine Wartungsdauer von 500 Stunden (30.000 km) und eine Lebensdauer von 10.000 Stunden (6, 00.000 km), während Turbinen einen Wartungszyklus von 10.000 Stunden und eine Lebensdauer von 40.000 Stunden haben, was weitaus mehr als ICE ist.
Die Vorteile gegenüber einem Elektrofahrzeug werden zu einem Mammut, wenn es um schwere Nutzfahrzeuge geht, die für den Transport von Gütern über große Entfernungen benötigt werden. Die aktuellen Einschränkungen in der BatterietechnologieIn Bezug auf Dichte und Reichweite wird der Einsatz in diesem Fahrzeugsegment begrenzt. Hier werden die Turbinen in Zukunft eine wichtige Rolle spielen und für viele Jahrzehnte die Technologie für dieses Segment sein. Heutzutage gibt es Herstellungsverfahren, mit denen Turbinen in großen Mengen hergestellt werden können. Hier spielt unsere LDI-Technologie eine wichtige Rolle bei der Senkung des CapeX für die Turbine und insgesamt für das Turbinen-Elektrofahrzeug (TEV), so dass der CapEx wird einem ICE ebenbürtig sein. Darüber hinaus kann ein elektrischer Antriebsstrang eine bessere Wirtschaftlichkeit erzielen und dazu führen, dass OpeX mit einer Kombination aus CNG und Dieselkraftstoff fast dem EV entspricht. Die Batterien haben eine begrenzte Lebensdauervon etwa 8 lakh km, während die Turbine 3-4 mal weiterfahren kann. Schließlich führt der Vorteil der Kraftstoffflexibilität dazu, dass Diesel-, Benzin- und CNG-Infrastruktur genutzt werden können. Später kann die Umstellung auf Bioethanol und Biodiesel reibungslos erfolgen.
Frage: Sind diese MGTs kompakt genug, um in Autos zu passen? Wie würde die Leistung mit einem EV verglichen werden?
Turbinen passen problemlos in ein Fahrzeug, da es leichter als der ICE ist. Wie ich schon sagte, ist es wie ein Elektrofahrzeug und wird von einem Elektromotor angetrieben. Die Turbine liefert die Hauptstromquelle für diese Motoren mit einem kleinen Batteriepack, das für eine bestimmte zusätzliche Leistung für eine schnelle Beschleunigung verwendet wird oder beim Bremsen aufgeladen wird.
Frage: Das Hauptaugenmerk von Elektrofahrzeugen liegt auf den Vorteilen für die Umwelt. Kann MGT in Bezug auf Luftverschmutzung mit Elektrofahrzeugen konkurrieren?
Ja absolut! Der Sektor, auf den wir uns konzentrieren, sind Schwerlastfahrzeuge, und sie sind einer der Hauptverursacher von Umweltverschmutzung, und die Batterietechnologie könnte weitere 20 Jahre weltweit benötigen, um in entwickelten Volkswirtschaften aufzuholen, und vielleicht viel mehr als in Indien. Wenn wir das mit einem vorhandenen ICE-Lkw vergleichen, der für die nächsten 30 bis 40 Jahre gleich bleibt, können wir daher Sprünge bei der Reduzierung der Emissionen machen. Im Rahmen des Regierungsplans für künftige Energie zur Senkung der Emissionen setzen wir neben der Elektrifizierung auch auf Kraftstoffe auf CNG- und Biokraftstoffbasis. Hier sind einige Nummern als Referenz für einen LKW / Bus.
geschrieben auf ICE-100 Tonnen CO 2; 50 Tonnen CO & NOx, 10 Tonnen PM-Reduktion pro Jahr.
Für EV (unter Berücksichtigung des Netzes mit seinem CO2-Fußabdruck) - 50 Tonnen CO 2 pro Jahr
Frage: Werden Autos mit MGT-Antrieb wirtschaftlicher sein als Verbrennungsmotoren?
Ja, die Kraftstoffkosten können bei gemischter Verwendung von Diesel und CNG im Vergleich zu ICE um das bis zu Dreifache gesenkt werden.
Frage: Haben Sie Ihre Turbinen bereits an Kraftfahrzeugen getestet? Welche Herausforderungen erwarten Sie dabei?
Wir müssen unsere Turbinen noch mit einem Fahrzeug testen und arbeiten dafür eng mit einigen OEMs im Nutzfahrzeugsegment zusammen. Wir würden sie mit der Maschine versorgen. Die Herausforderung, der wir uns stellen könnten, wäre die Integration der Technologie in ihre Plattform. Darüber hinaus können bestimmte regulatorische Herausforderungen in Bezug auf Subventionen und GST-Rabatte usw. bestehen. Die Turbinen sind sauberer als Eis und sollten ebenfalls subventioniert werden. Andere Nationen gewähren Subventionen für Fahrzeuge mit einem neuen Konzept wie einem Hybrid. Das muss auch hier gemacht werden.
Q. Kraftstoffflexible MGTs werden zum Mainstream beim Ersetzen der vorhandenen DG-Sets für die Notstromversorgung. Wie weit ist es wahr?
Es ist ein plausibles Szenario. Turbinen gibt es seit den 40er und 50er Jahren. Sie haben die Kolbenmotoren aufgrund ihrer überlegenen Zuverlässigkeit und Leistung und mit bestimmten Innovationen, die wir einbringen, ersetzt. Sie können dies sicherlich auch für terrestrische Anwendungen einschließlich DG-Sets tun. Das Alleinstellungsmerkmal der Turbine liegt in ihrer Kraftstoffflexibilität oder ihrer Fähigkeit, Brennstoffe mit niedrigem Heizwert oder schmutzige Brennstoffe wie Biogas, Synthesegas usw. zu betreiben, an die sich die ICEs nur schwer anpassen können. Sobald die volumenbasierte Fertigung für Gasturbinen unter Verwendung der vorhandenen billigeren Materialien und Fertigungsstandards festgelegt ist, die zur Herstellung einer turbinenähnlichen Komponente namens Turbolader verwendet werden, können sie mit DG-Sets in verschiedenen Aspekten konkurrieren, darunter Effizienz, Zuverlässigkeit, Emissionen usw..
Frage: Ihr Unternehmen hat die Vorabkosten für Mikrogasturbinengeneratoren um das Zehnfache gesenkt. Wie war das möglich? Welche Schwierigkeiten hatten Sie?
Einige von Ihnen kennen vielleicht den Turbolader. Diese ähneln in Konstruktion und Prinzip einem MGT. Sie werden in loser Schüttung hergestellt und mit ICEs verwendet, die mit Diesel betrieben werden, um die Leistung zu verbessern. Sie werden in Massenproduktion unter Verwendung billigerer Materialien und etablierter Herstellungsverfahren hergestellt. Wir beabsichtigen, dasselbe Verfahren zur Herstellung unserer MGTs zu verwenden, und der Haken hier ist unsere LDI-Technologie, die es nun ermöglicht, diese Verfahren zur Herstellung eines MGT zu verwenden.
Wir mussten nach dem ersten Prinzip denken und verstehen, warum die Gasturbinen nicht billiger sein können und was sie davon abhält, und erkannten, dass es die exotische Materialauswahl war, die in die Luftfahrtmaschine einfließt. Für Automobilanwendungen mit bestimmten Änderungen in unserer Brennkammerregion konnten wir jedoch die Temperaturen senken, bei denen wir nicht mehr die exotischen Materialien und Herstellungsverfahren verwenden mussten, die für Turbinen oder Düsentriebwerke in Luftfahrtqualität angewendet wurden.
Frage: Was sind die anderen technologisch fortschrittlichen Produkte, die von Ihrem Unternehmen hergestellt werden sollen?
Die erste Produktlinie, die wir planen, ist eine 120-kW-Produktpalette für schwere Nutzfahrzeuganwendungen. Später werden wir geeignete Produkte für verschiedene Nutzfahrzeugsegmente mit Leistungen von 20 kW bis 200 kW vorstellen. Für den Stromaggregatmarkt werden wir dieselben Produkte verwenden und sie kombinieren und können eine Kapazität von bis zu 1 MW für die dezentrale Stromerzeugung anbieten, bei der sauberere Brennstoffe wie Erdgas, Biogas oder Produktionsgas verwendet werden. Im Laufe der Zeit werden wir weitere Innovationen in unserer Technologie für verschiedene Subsysteme bringen, die wir derzeit importieren.