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La ricerca e sviluppo 2G: non la solita cogenerazione

Presentazione 2G Drives, dedicata alla ricerca e sviluppo nel campo di motori a gas. L'obiettivo è l'ottimizzazione dei motori per l'utilizzo nei cogeneratori, sotto tre punti di vista: riduzione dei consumi d'olio lubrificante; riduzione delle attività di manutenzione programmata e straordinaria; miglioramento dell'efficienza meccanica, e quindi elettrica.
Analisi delle principali aree di intervento sui motori endotermici: geometria delle camere di combustione; configurazione delle testate dei cilindri con valvole corazzate; configurazione dell’accensione; utilizzo di anelli sulle camice dei cilindri per migliorare la lubrificazione. L’effetto combinato di questi interventi, si traduce in maggiore rendimento elettrico, minore consumo di olio lubrificante, intervalli più lunghi tra i cambi olio, maggior durata delle candele e minori emissioni in atmosfera.

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
Workshop - mcTER Cogenerazione giugno 2014

Pubblicato
da Benedetta Rampini
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Estratto del testo
Termotecnica Industriale Pompe di Calore 1 www.2-g.it 2G Energy AG Hauptversammlung 2012 28.08.2012, Heek Christian Grotholt Vorstandsvorsitzender La ricerca e sviluppo 2G:
non la solita cogenerazione
Ing. Dino Viccari Giugno 2014 2 www.2-g.it 1. Presentazione 2G Drives GmbH 2. Ricerca & Sviluppo in 2G 3. agenitor® series 4 '' sviluppi futuri 4. Conclusioni Indice 3 www.2-g.it 1. Presentazione 2G Drives GmbH 2. Ricerca & Sviluppo in 2G 3. agenitor® series 4 '' sviluppi futuri 4. Conclusioni Indice 4 www.2-g.it 100% 90% 80% 90% 100% 100% 100% 100% 49% 2G Energietechnik GmbH 2G Home GmbH 2G Drives GmbH 2G Solutions of Cogeneration S.L. 2G Italia Srl 2G Energy Ltd. 2G Polska Sp. z o.o. 2G Manufacturing Inc. 2G Cenergy Power Systems Technologies Inc. Fondazione: 1995 Fondazione: 1999 Fondazione: 2010 Fondazione: 2008 Fondazione: 2011 Fondazione: 2011 Fondazione: 2011 Fondazione: 2012 Fondazione: 2009 Presentazione 2G Drives GmbH 2G Energy AG 5 www.2-g.it 100% 90% 80% 90% 100% 100% 100% 100% 49% 2G Energietechnik GmbH 2G Home GmbH 2G Drives GmbH 2G Solutions of Cogeneration S.L. 2G Italia Srl 2G Energy Ltd. 2G Polska Sp. z o.o. 2G M anufacturing Inc. 2G Cenergy Power Systems Technologies Inc. Foundation: 1995 Foundation: 1999 Foundation: 2010 Foundation: 2008 Foundation: 2011 Foundation: 2011 Foundation: 2011 Foundation: 2012 Foundation: 2009 2G Energy AG Presentazione 2G Drives GmbH 6 www.2-g.it Presentazione 2G Drives GmbH Informazioni Generali ' Anno di Fondazione 2010 '' situata in Heek ' Sviluppo motori ' Costruzione e dimensionamento CHP ' Sviluppo di componenti Hightech ' Sviluppo Software ' Training Center ' Produzione moduli agenitor ' Produzione componenti hightech ' Ca. 1.100 moduli prodotti Image 1: 2G Drives GmbH 7 www.2-g.it 42 4 Numero Impiegati Dipartimento R&S 2010 2011 2012 2013 Presentazione 2G Drives GmbH 8 www.2-g.it ' Crescita continua del know how motori a gas con Banco Prova ' Banco Prova '' Potenza di frenata 650 kW '' Numero di giri 1000 '' 1800 1/min '' Macchina asincrona con recupero di energia elettrica '' Funzionamento a freno motore fino al raggiungimento del pieno carico '' Attrezzatura di miscelazione gas per CH4/CO2; CH4/CO2/C3H8 e impiego di
altre bombole come H2, N2 ecc. '' Strumentazione di misura delle emissioni '' Registrazioni dati automatica '' Modalità di misurazione completamente automatica Produzione Service Drives Quadri Elettrici Banco Prova R&S Presentazione 2G Drives GmbH 9 www.2-g.it 1. Presentazione 2G Drives GmbH 2. Ricerca & Sviluppo in 2G 3. agenitor® series 4 '' sviluppi futuri 4. Conclusioni Indice 10 www.2-g.it Prodotto Potenza Elettrica Alimentazione G-Box 20 to 50 kW Gas Naturale 50 to 150 kW Biogas 2G-KWK-Serie 100 to 400 kW Gas Naturale / Biogas 200 to 450 kW Gas Naturale/ Biogas 500 to 2.000 kW Gas Naturale / Biogas 2G Portfolio Sviluppo del modulo & componenti 11 www.2-g.it ' Miglioramento del Rapporto di Compressione ' Modifica della geometria del pistone (coperta da brevetto europeo) ' Modifica della geometria della camera di combustione ' Ottimizzazione della Termodinamica ' Sviluppo di componenti propri ' Sviluppo di componenti periferici propri Aumento del Rendimento nei Motori a Gas '' linea AGENITOR Sviluppo del modulo & componenti 12 www.2-g.it ' C-series: '' Identificazione della mancata ignizione con DEIF '' Trend storico dati per circa un anno '' Proprio sistema di controllo battito ' Dongle C-series '' Livelli con differenti autorizzazioni '' Telecontrollo remoto con software proprio ' Proprio sistema CRM con reports giornalieri
' Proprio micro controller per accesso a distanza e comunicazione di controllo esterno Sviluppo Software Trends in display 2G knock control CW230 Double sleeper hump Micro controller Dongle 13 www.2-g.it 35,3% 36,1% 38,0% 38,0% 38,7% 38,8% 38,8% 32,0% 34,0% 36,0% 38,0% 40,0% 42,0% 44,0% 50 kW 64 kW 75 kW 100 kW 190 kW 250 kW 370 kW 600 kW 800 kW 1200 kW 1560 kW 2000 kW La Cogenerazione e 2G: Cosa è cambiato' 14 www.2-g.it 35,3% 36,1% 38,0% 38,0% 38,7% 38,8% 38,8% 41,6% 41,7% 41,3% 41,3% 41,2% 32,0% 34,0% 36,0% 38,0% 40,0% 42,0% 44,0% 50 kW 64 kW 75 kW 100 kW 190 kW 250 kW 370 kW 600 kW 800 kW 1200 kW 1560 kW 2000 kW La Cogenerazione e 2G: Cosa è cambiato' 15 www.2-g.it 'aumento del rendimento dei motori a gas'. 38,4% 40,6% 41,0% 42,5% 36,0% 37,0% 38,0% 39,0% 40,0% 41,0% 42,0% 43,0% 2G-KWK-190BGG (Biogas, 190kW) agenitor 206 (Biogas, 220 kW) agenitor 306 (Biogas, 250 kW) agenitor 406 (Biogas, 250 kW) Rendimento elettrico Modulo (Potenza elettrica) La Cogenerazione e 2G: Cosa è cambiato' 16 www.2-g.it Quelle:
www.agnion.de Quelle: www.images.
raiffeisen.com Foto:
www.svb-tga.de Biogas Syngas GPL Gas Naturale Confronto tipi di Gas 17 www.2-g.it ' Obiettivo: Raggiungere un Elevato Rapporto di Compressione. ' ' il Numero Metanico che determina il Rapporto di Compressione. Confronto tipi di Gas 40 150 85 33,5 10 1,5 5,2 9,9 26 34,3 0 5 10 15 20 25 30 35 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Numero Metanico [ ] Potere Calorifico [kWh/Nm³] Potere calorifico
Numero Metanico
Gas da legno Biogas Gas naturale Propano Butano 18 www.2-g.it Influenza del rapporto di compressione sul rendimento -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 '' R en d im en to [%] Compressione Base 19 www.2-g.it 100% 66% 33% Sviluppo Geometria Camera di Combustione ' Combustione veloce e ad alta turbolenza ' Aumento Rendimento Elettrico ' Riduzione emissioni NOx ' Dal 2012 sistema 2G ad alta turbolenza coperto da
brevetto 20 www.2-g.it 2G Drives con ottimizzazione acqua camicie Original MAN Valve crosspiece and spark plug with intensive cooling Sviluppo delle Teste Cilindro 21 www.2-g.it -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 0 500 1000 1500 2000 agenitor 312
450kW,
22°vOT agenitor 312
340kW,
22°vOT agenitor 312
250kW,
22°vOT Efficiency
[ % Points] NOx [mg/Nm³] Basis [40,6%el. at 500mg NOx & ignition timing 22° before top dead center] Riduzione NOx
attraverso la
miscelazione magra Riduzione emissioni 22 www.2-g.it ' Miglioramento delle candele Sviluppo Serie 2'' e 3'' ' UT 99 Filtro per scarico pressione carter ' Tombak- ring per tenuta camicia ' Serie 08'' riduzione consumo olio 23 www.2-g.it 1. Presentazione 2G Drives GmbH 2. Ricerca & Sviluppo in 2G 3. agenitor® series 4 '' sviluppi futuri 4. Conclusioni Indice 24 www.2-g.it agenitor® serie 4 sviluppi futuri El ec tr ic a l ef fi c ien c y [% ] Electrical performance [kW] > 50 > 500 > 300 > 150 36 37 38 39 40 41 42 43 ' perchè una nuova serie' 2-Valves 4-Valves Wettbewerber 2-Ventile Wettbewerber
4-Ventile Wettbewerber 2-Ventile Competitors
4-Valves 2G Competitors
2-Valves Immagine 3: Confronto di efficienza con competitors 25 www.2-g.it Obiettivi dello sviluppo ' Ƞ el > 42,5% (ISO3046, @ TA Air & 1.500 1/min.) ' ½ TA Air with 100% P eff ' Consumo Olio < 0,2g/kWh ' Stessa ricambistica per 4L, 6L, 8V e 12V ' Bassi Costi di Manutenzione / Lunga durata pezzi di usura ' Integrazione moduli nel telaio esistente ' Bassi Autoconsumi ' Mantenere il sistema di controllo attuale ' Adaabilità a gas di'eren (Lambda '''') Ignizione sicura Combustione pulita Alimentazione appropriata Immagine 4: Priorità di Sviluppo agenitor® serie 4 sviluppi futuri 26 www.2-g.it Gas Naturale e Biogas , 250 kW elettrici / 264 kW termici
2G-self-development, 42,5 % Rendimento El.*, pistoni in acciaio, tecnologia a 4 valvole La serie 4 agenitor® *Compensazione del rendimento el. da gas naturale a biogas araverso aumento Lambda (''), volume precamera maggiorato ('') e ancipo tempo
d''ignizione (''). agenitor® serie 4 sviluppi futuri Gas Naturale e Biogas , 360 kW elettrici / 389 kW termici
2G-self-development, 42,5 % Rendimento El.*, pistoni in acciaio, tecnologia a 4 valvole Gas Naturale e Biogas , 550 kW elettrici / 585 kW termici
Primo sviluppo > 500 kW, 42,6 % Rendimento El.*, pistoni in acciaio, tecnologia a 4 valvole 27 www.2-g.it 1. Presentazione 2G Drives GmbH 2. Ricerca & Sviluppo in 2G 3. agenitor® series 4 '' sviluppi futuri 4. Conclusioni Indice 28 www.2-g.it Conclusione L''interazione tra la meccanica e il sistema di controllo è fondamentale per operare con successo il modulo di cogenerazione all''interno di Reti Elettriche sempre più volte alle SMART GRID. Parti del CHP
implicate nel bilancio energetico Meccanica del CHP Software del CHP 29 www.2-g.it Il nostro successo è la soddisfazione dei nostri clienti 30 www.2-g.it Grazie per l''attenzione!! 2G Italia Srl Via della Tecnica, 7 37030 '' Vago di Lavagno (Verona) Tel.: +39 045 8340861 Fax: +39 045 4720286 E-Mail: info@2-g.it www.2-g.it


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