elektrische energieopwekking door gasexpansie

Moderators: jkien, Xilvo

Reageer
Berichten: 8

elektrische energieopwekking door gasexpansie

Diverse projecten zijn reeds uitgevoerd om electriciteit op te wekken door het expanderen van bijv. aardgas van bijv. 40 naar 8 bar. Ten gevolge van het expanderen zakt de temperatuur van het gas. Stel ik wil 1MW aan elektrische energie opwekken hoe groot moet de benodigde gasflow zijn en wat is het toegeleverde vermogen aan warmte om de temp. daling door de expansie arbeid teniet te doen? Stel de rendementen van generator en expansieomzetting voor het gemak op nul.
Kent iemand een rapport waarin dit proces beschreven wordt?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.386

Re: elektrische energieopwekking door gasexpansie

Ik neem aan dat je niet van plan bent dit zelf te gaan bouwen,
dus voor we hier veel tijd en energie in gaan steken:
Wat is de reden van je vraag? Een schoolopdracht? Stageopdracht? Of wat?
Wat is je kennisniveau van thermodynamica?

Berichten: 8

Re: elektrische energieopwekking door gasexpansie

Allereerst een rechtzetting, ik stelde voor het gemak het rendement op nul dit moet natuurlijk 100% zijn. Natuurlijk is het niet de bedoeling zelf een dergelijke installatie te bouwen, het vermogen 1 Mw is arbitrair. Op het internet zijn diverse projecten te vinden die gaan over het duurzaam opwekken van elektriciteit i.p.v. de gasdruk te verlagen in een smoorproces en de temp. daling te compenseren door bijv. gasverwarming. Waar ik geen gegevens over vindt is het aandeel in het toegevoerde warmtevermogen. T.a.v. kennisniveau van thermodynamica, ik ben met een zelfstudie bezig naar dit interessante onderwerp, wel heb ik goede kennis van stromingsleer, gastransport en berekeningen aan gasinstallaties.
Het was niet mijn bedoeling u of anderen op te zadelen met uitgebreide berekeningen. Waar ik feitelijk op zoek naar ben zijn rapporten van bijv. al werkende installaties of planstudies.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.386

Re: elektrische energieopwekking door gasexpansie

Om 1 MW vermogen op te wekken in een aardgasexpansieturbine is (minstens) 1 MW aan toegevoerde warmte nodig.
Dat volgt al simpelweg uit de Eerste Hoofdwet van de thermodynamica.
 
Leken menen wellicht dat de energie gewonnen wordt uit de drukverlaging, maar dat is eigenlijk niet zo. De energie komt uit de temperatuurdaling t.g.v. de drukverlaging.
De enthalpie van een gas is (nauwelijks of) niet afhankelijk van z'n druk, maar (vrijwel) alleen van z'n temperatuur. De gewonnen energie is het enthalpieverschil van het gas voor en na de turbine.
 
Overigens wordt in de praktijk het gas opgewarmd vóór de expansieturbine, niet erna. Dat is efficienter en voorkomt eventuele vorming van hydraten of ijs.
 
Het opwarmen gebeurt met afvalwarmte welke dan met een rendement van bijna 100 % omgezet wordt in electriciteit. Die afvalwarmte komt gewoonlijk van een gasmotor die een klein deel van het aardgas verstookt om met z'n generator direct electriciteit te leveren met een rendement van bijvoorbeeld 30 % en de
70 % afvalwarmte wordt daarna dan ook grotendeels in electriciteit omgezet door bovengenoemd opwarmen en drukverlagen van aardgas. Totaalrendement van het verbrande aargas is dan uiteindelijk ongeveer 85 %.
 
Met duurzaamheid heeft dit eigenlijk weinig van doen. Het betreft immers geen duurzame energiebron, het gaat over een relatief kleine hoeveelheid aardgas wat door verbranding iets efficienter in elektriciteit omgezet wordt. Maar duurzaamheid klinkt natuurlijk wel goed in de bedrijfspropaganda, en 95 % van de bevolking begrijpt er toch niets van.

Berichten: 8

Re: elektrische energieopwekking door gasexpansie

Dank voor uw reactie. Uw antwoord helpt mij een stuk verder in deze materie, met de beantwoording van mijn vraag is deze discussie wat mij betreft gesloten.

Reageer