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Capstone MicroTurbine
Dipl.-Ing. Marcus Mehlkopf
E-quad Power Systems GmbH
E-quad Power Systems GmbHCapstone MicroTurbine™
E-quad Power Systems GmbH52134 Herzogenrath
www.microturbine.de
Herzogenrath, 01. Dezember 2015
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• Gründung im April 2004 als Spin-Off der Fachhochschule Aachen
• Deutschlandweiter Distributor und autorisierter Service-Provider für fossil befeuerte Capstone MicroTurbinen
• Leistungen von EPS– Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zur KWK Technik– Anlagenprojektierung und Planung
E-quad Power Systems GmbH (EPS)
E-quad Power Systems GmbHCapstone MicroTurbine™
– Anlagenprojektierung und Planung– Kundenspezifische Auslegung der Peripherie
• Schalt-/ Steuerschränke inkl. MSR• Wärmetauscher• Gasregelstrecken und – Verdichter
– Wartung und Service inkl. Vollwartungsverträge
Definition und Ursprung von Mikrogasturbinen (MGT)
• Als Mikrogasturbinen werden im allgemeinen kleine schnell-laufende Gasturbinen bis zu einer elektr. Leistung von 250 kW bezeichnet. Es sind Einwellen-Turbinen mit einstufigem Radialverdichter sowie radialer Arbeitsturbine. Der Perma-nentmagnet des Generators ist ebenfalls fest auf dieser Welle aufgebracht.
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Welle aufgebracht.
• Die Grundentwicklung der Mikrogasturbine fand in den 90er Jahren durch Förderung mit Militärgeldern in den USA statt. Ursprüngliches Ziel war es, einen leicht portablen, effizien-ten und zuverlässigen Stromerzeuger zu entwickeln.
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Produktpalette Capstone Mikrogasturbinen
• C30 Erdgas / LPG /Biogas
• C30 Diesel / Kerosine
• C65 Erdgas / LPG / Biogas
• C65 Diesel /Kerosin
• C200 Erdgas / Biogas / Diesel
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• C200 Erdgas / Biogas / Diesel
• C600 - C800 - C1000
Neue Produkte
C600 – C1000 30ft (ca.9m) Containeranlagen
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Mikrogasturbine C200 - C1000
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C200 C600 – C800- C1000
Technische Daten
C30 C50 C65 C200 C600* C800* C1000*
Elektr. Leistung 27kW 50kW 61kW 200kW 600kW 800kW 1000kW
Therm. Leistung (WT) 68kW 110kW 126kW 295kW 860kW 1.150kW 1.440kW
Elektr. Wirkungsgrad 24% 26% 27% 31% 33% 33% 33%
Gesamtwirkungsgrad 83% 83% 83% 80% 81% 81% 81%
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Gesamtwirkungsgrad 83% 83% 83% 80% 81% 81% 81%
Brennstoffeinsatz (Hu) 115kW 192kW 224kW 606kW 1.818KW 2.424kW 3.030kW
Abgastemperatur 275°C 294 °C 309°C 280°C 275°C 275°C 275°C
Abgasleistung 80KW 140kW 148kW 395kW 1.170KW 1.560kW 1.950kW
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* Werte sind bezogen auf Hochdruck-Version
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• Einzigartige Luftlagertechnologie (96.000rpm)
• Elektronisches Getriebe (Wechselrichter)
• Rekuperiert
• Inselbetriebsfähigkeit (optional)
• Geringe Abgasemissionen (NOx < 30 mg/m3)
• Geringe Wartungskosten
Besonderheiten der MGT-Technologie
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• Geringe Wartungskosten
• Kompakte Bauweise, geringes Gewicht
• Abgastemperaturen um die 300 °C (ideal für KWK u. Trocknung)
• 100% modulierbar mit sehr gutem Teilllastverhalten
• Verschieden Brennstoffe einsetzbar (Erdgas, Flüssiggas, Fackelgas, Klärgas, Kerosin und Heizöl)
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• Direkte Abgasnutzung (z.B. für Trocknungsanlagen)
• Warm- und Heißwassererzeugung über Abgaswärmetauscher(z.B. Wärmenetze; Krankenhäuser; Schwimmbäder)
• Kälte über Absorptionskältemaschinen ( z.B. Industrie; Bürokomplexe)
• Dampferzeugung (z.B. Wäschereien); optional mit Kanalbrenner
Anbindungsmöglichkeiten der MGT
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• Dampferzeugung (z.B. Wäschereien); optional mit Kanalbrenner
• Thermölkreisläufe (z.B. für Hochtemperaturanwendungen)
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Schnittbild Capstone C65
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Aufbauschema und Arbeitsparameter
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Quelle: Capstone Turbine
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Elektrischer Wirkungsgrad C1000 12
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Gasturbinen-Vergleich bis 5MWel13
Capstone C200 Capstone C1000 Capstone C1000 Capstone C1000
Siemens SGT-100
Ingersol Rand MT250
Elliott TA100R
Rolls Royce 501-KB5SOPRA Turbines OP16-3B (DLE)
Solar Turbines Saturn 20
Solar Turbines Centaur 40Solar Turbines Centaur 50
Solar Turbines Mercury 50
Kawasaki GPB60D
Rolls Royce 501-KB7S
General Electric GE5-1
26
28
30
32
34
36
38
40
Ele
ctr
ica
l E
ffic
ien
cy (
%)
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Kawasaki GPB15D
Solar Turbines Saturn 20
Kawasaki GPB30D
Dresser-Rand KG2-3C
Dresser-Rand KG2-3E
14
16
18
20
22
24
0 1 2 3 4 5 6
Ele
ctr
ica
l E
ffic
ien
cy (
%)
Power Output (MW)
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Typischer Aufbau MGT Warmwasser
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Sondergase
• Biogase
• Klärgas
• Deponiegas
Erdgas-Anlagen
• Nah- und Fernwärmenetze
• Wohnkomplexe (> 30 WE)
• Krankenhäuser; Altenheime
• Büro und Verwaltungsgebäude
Einsatzgebiete der MGT
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• Büro und Verwaltungsgebäude
• Hotel- und Freizeitanlagen
• Produzierendes Gewerbe
• KMU
• Trocknungsanlagen
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HEW Stadtwerke Hof
Anlage: C30 MicroTurbine (68kWth)
Betreiber: HEW (St.-Werke Hof)
Inbetriebnahme: März 2005
Einsatzort: Gasreduzierstation
Betriebsstunden im Jahr: >8.500Bst
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Wirkungsgrad 95%; 30°C Vorlauf
Regelbereich zwischen 5 und 30kW
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Krankenhaus Prüm
Anlage: C65 MicroTurbine (126kWth)
Betreiber: Caritasverband
Inbetriebnahme: Oktober 2006
Einsatzort: Krankenhaus Prüm
Betriebsstunden im Jahr: >8.000 Bst.
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Überlandwerke Fulda
Anlage: 2xC65 MicroTurbine (je 126kWth)
Betreiber: SynEnergie GmbH
Inbetriebnahme: Dezember 2007
Einsatzort: Nahwärmenetz Werkgelände
Betriebsstunden im Jahr: >5.500 Bst
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Betriebsstunden im Jahr: >5.500 Bst
19SWK Schotterwerke Munderkingen
Anlage: C200 Erdgas
Betreiber: SWK Schotterwerke
Inbetriebnahme: Dezember 2009
Einsatzfall: Mit einer Temperatur von
280°C wird die Verbrennungsluft
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280°C wird die Verbrennungsluft
direkt zur Kalktrocknung genutzt.
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Metro C&C in Schwelm
Anlage: C800
Betreiber: Metro MEM
Inbetriebnahme: Okt. 2010
Einsatzfall: KWK-K
Betriebsstunden: >7.500/a
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Gerolsteiner Brunnen in GerolsteinDeutschlandweit erste C1000 (mit doppelstufigem WT)
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Anlagenliste
EfA GmbH -E-quad Power
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Microturbine Süd GmbH - München
EfA GmbH -LeipzigE-quad Power
Systems GmbH -Aachen
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Zusammenfassung der Vorteile
• Luftlagerung > keine Schmier- und Kühlmittel
• Kompakte Bauweise, geringes Gewicht, 100% Regelbar
• 100% Modulierbarkeit bei sehr guten Teillastverhalten
• Geringer Einfluss bei wechselnden Energiegehalten des Brennstoffs(vorteilhaft für den Einsatz von Biogasen)
• Hoher Gesamtwirkungsgrad, bis zu 94% je nach Rücklauftemperatur
• Geringe Schadstoffemissionen
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• Geringe Schadstoffemissionen
• Geringe Wartungskosten durch Ölfreiheit der Turbine (nur Capstone)
• Im Inselbetrieb einsetzbar
• Abgastemperaturen ideale nutzbar für Kraft-Wärme-(Kälte)-Kopplung und für direkt Abgasnutzung (Trocknung)
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Nachteile gegenüber anderen KWK-Anlagen
• Höhere Investitionskosten als neue BHKW-Motoren (10-15%)
� Größere Anlagenstückzahlen würde dies verbessern
• Geringerer elektrischer Wirkungsgrad bei Volllast als moderne Motor-BHKWs
� Gesamtwirkungsgrad ≥ als BHKW Motor; vor allem bei Teilllast
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� Gesamtwirkungsgrad ≥ als BHKW Motor; vor allem bei Teilllast
• Bestehende Innovations- Hemmnisse beim Kunden
� …..Referenzkunden mit positiven Betriebserfahrungen
Referenzen
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
E-quad Power Systems GmbHCapstone MikroTurbine
Dipl.- Ing. Marcus Mehlkopf
E-quad Power Systems GmbH
Nordstern-Park 17a
52134 Herzogenrath
Email: info@microturbine.de
Internet: www.microturbine.de
Tel.: +49-(0)2406-30369-10
Fax.: +49-(0)2406-30369-39
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