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Forschungsstelle
BFE
Projektnummer
SI/501300
Projekttitel
Gasbetriebenes Mikro-Block-Heiz-Kraftwerk Aladin II - Hochflexibles, "near-zero" Emission Klein-BHKW

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Publikationen / Ergebnisse
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Schlussbericht
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Englisch)

Gas-powered micro combined heat and power station

Electric efficiency above 30%

Total efficiency above 92%

Very low émissions

Market price of less than CHF 12'500 

Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Basierend auf einem an der ETH Zürich entwickelten Konzept eines Mikro-Blockheizkrafwertks (BHKW), sollen in diesem Projekt Demonstrations- und Pilotanlagen gebaut werden. Im Fokus stehen Untersuchungen zu der Dauerhaltbarkeit und Darstellung von Prototypen. Ziel ist ein gasbetriebenes Mikro-BHKW, das strengste Emissionsvorschriften erfüllt und einen hohen elektrischen Wirkungsgrad aufweist. Die Einbindung in ein Netz-geführtes, übergeordnetes System ist vorgesehen.
Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
Zugehörige Dokumente
Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
Zugehörige Dokumente
Schlussbericht
(Deutsch)

Als Weiterentwicklung eines Laborprüfstandes wurden fünf Versuchsmuster einer kompakten mBHKW Anlage gebaut und an drei verschiedenen Standorten betrieben. Die Konstruktion sowie der Anlagen- und Schaltschrankbau hat unter der Federführung der Firma Hoval Aktiengesellschaft in Vaduz stattgefunden. Der für diese Leistungsklasse von < 10kW hervorragende elektrische Wirkungsgrad von 32% sowie die extrem tiefen Stationär- (NOx < 13 mg/Nm3, CO < 31 mg/Nm3, HC < 3 mg/Nm3) und Kaltstartemissionen erfüllen die Zielsetzungen des Projektes und übertreffen damit insgesamt sämtliche derzeit am Markt erhältlichen Produkte. Der thermische Wirkungsgrad von derzeit 56% muss in einer überarbeiteten Version auf mindestens 76% angehoben werden, damit eine technische Konkurrenzfähigkeit diesbezüglich gegeben ist. Dank des gesamthaft rund 2800h dauernden Betriebs vierer Anlagen zwecks Forschungstätigkeiten, Untersuchung der Dauerfestigkeit, der Schallemissionen und des Temperaturhaushaltes, konnten technische Probleme an Nockenwelle, Ventiltrieb und Abgastrakt identifiziert und behoben werden. So konnte eine der Einzelanlagen zuletzt >1000h ohne Mängel betrieben werden. Weitere Defizite der Anlage wie Lärmemissionen und zu hohe Innenraumtemperaturen wurden dokumentiert und müssen in der folgenden Phase des Übergangs vom Versuchsmuster zum Prototypen umgesetzt werden. Das nachfolgend dokumentierte Projekt wurde parallel zu einem Forschungs- und Entwicklungsprojekt (F&E, SI/501278-01) durchgeführt, das detailiert Möglichkeiten der Emissionsreduktion, sowie steuerungs- und regelungstechnischen Fragestellungen untersucht. Für tiefergehende Darstellungen sei auf den zugehörigen Schlussbericht verwiesen: https://www.aramis.admin.ch/Texte/?ProjectID=36886

Zugehörige Dokumente
Schlussbericht
(Englisch)
As a further development of a laboratory test bench, five test plants of a compact micro combined heat and power plant (mCHP) were built and operated at three different locations. The plants’ design/construction as well as the switching cabinet production took place under the guidance of Hoval Aktiengesellschaft in Vaduz. The excellent electrical efficiency of 32% as well as the extremely low steady-state (NOx <13 mg / Nm3, CO <31 mg / Nm3, HC <3 mg / Nm3) and coldstart emissions not only meet the initial project goals but also surpass all commercially available mCHP plants of the power class <10kWel. The thermal efficiency of currently 56% has to be raised to at least 76% in a revised version in order to be technically competitive. Thanks to the total of around 2800 hours of operation of four units for the purpose of research, durability testing, noise emission testing and temperature management, technical problems with the camshaft, valve train and exhaust path have been identified and resolved. As a results, one of the individual plants was operated >1000h without any failures, faults or errors. Further system shortcomings such as the noise emissions and the excessively high interior temperatures were documented and must be addressed in the subsequent phase of transitioning from a testbench to a prototype. The project documented below was carried out in parallel to a research and development project (SI/501278-01) that examined in detail the possibilities of emission reduction as well as specific control issues. For more detailed information, please refer to the corresponding final report: https://www.aramis.admin.ch/Texte/?ProjectID=36886&Sprache=en-US
Schlussbericht
(Französisch)
Dans le cadre de la mise au point d'un banc d'essai de laboratoire, cinq installations d'essai d'une micro-centrale de production combinée compacte de chaleur et d'électricité (PCEC) ont été construites et exploitées dans trois différents sites. La conception / construction des installations ainsi que la fabrication des armoires de commande ont été effectuées sous la direction de Hoval Aktiengesellschaft à Vaduz. L’excellent rendement électrique de 32%, ainsi que les valeurs extrêmement basses en régime permanent (NOx < 13 mg/Nm3, CO < 31 mg/Nm3, HC < 3 mg / Nm3) et les émissions en démarrage à froid ne répondent pas seulement aux objectifs initiaux du projet, mais surpassent toutes les centrales PCEC disponibles dans le commerce de la classe de puissance <10 kWel. Pour être techniquement compétitif, le rendement thermique actuel de 56% doit être porté à au moins 76% dans une version révisée. Grâce aux quelque 2800 heures de fonctionnement de quatre unités à des fins de recherche, de test de durabilité, de test d’émission de bruit et de gestion de la température, des problèmes techniques liés à l’arbre à cames, au train de soupapes et au circuit d’échappement ont été identifiés et résolus. En conséquence, l’une des centrales a été exploitée pendant plus de 1 000 heures sans défaillance, défaut ou erreur. D'autres défants du système, tels que les émissions sonores et les températures intérieures excessivement élevées, ont été documentés et doivent être résolus lors de la phase suivante à savoir la transition d'un banc d'essai à un prototype. Le projet documenté ci-dessous a été mené parallèlement à un projet de recherche et développement (SI/501278-01) qui a examiné en détail les possibilités de réduction des émissions ainsi que des problèmes de contrôle spécifiques. Pour plus d'informations, veuillez vous reporter au rapport final correspondant: https://www.aramis.admin.ch/Texte/?ProjectID=36886&Sprache=fr-CH