Montagekoncept av en mikrogasturbin i ett system for koncentrerad solkraft

Sammanfattning: Projektet Optimised Microgturbine Solar Power System (OMSoP) går ut på att utveckla och skapa en teknisk lösning med ett system för koncentrerad solkkraft (Concentrated Solar Power, CSP) kopplat till ett mikrogasturbinsystem. Detta i syfte att konvertera värme från solenergi och förbränning av biogas till elektricitet. Deras lösning ger en modulär samt kapabel generering av elektricitet i spannet 3-10 kW. I det nuvarande konceptet från OMSoP är mikrogasturbinsystemet integrerat med recievern och monterad i CSP-systemets fokuspunkt, och baseras på konceptet SunCatcher från Tessera Solar. En av partnerna är KTH och syftet med denna rapport är att undersöka placering och montering av dess huvudkomponeter (reciever och mikrogasturbinsystem). Med detta ska montagekoncept syntetiseras och utvärderas relativt varandra sett till förluster, hållfasthet och biogaskostnad. Strukturvariation av systemets huvudkomponenter (reciever, mikroggassystem och stödstruktur) användes för att syntetisera 17 olika koncept. En tidig analys utifrån en framtagen kravspecifikation utmynnade i 3 koncept. Geometri för koncepten ansattes och utifrån dessa estimerades rörlängder mellan recievern och mikrogasturbinsystemet. Fokus lades på energisystemanalysen för montagekoncepten. Deformationen och de uppkomna spänningarna på grund av egentyngd och ansatta vindlaster på stödstrukturen hos koncepten simulerades som en del till utvärderingen. Efter mer ingående beräkningar baserade på antaganden, systemdata och förenklade modeller erhölls resultatet att förluster med avseende på rörlängd blev dimensionerande för de framtagna koncepten. Följaktligen innebar detta i sin tur att enbart ett av de utnämnda koncepten med ett visst konvektionstal var energimässigt lönsam, där förlusterna inte översteg tillförseln av värmeeffekten från recievern. Att frilägga mikrogasturbinsystemet från recievern framgick medföra stora bränslekostnader för att kompensera för energiförlusterna från rören. Vidare diskuterades aspekter för ett fortsatt arbete kring olika montagekoncept.