Nieuwsbrief TAP november 2010

 

De bouw van de TAP begint serieuze vormen aan te nemen. Alle benodigde componenten voor de bouw zijn besteld en de lineaire generatoren liggen in testopstelling. De technische tekeningen, onderdeel van de CE-markering, zijn goedgekeurd en het wachten is nu op de vaardigheidsbewijzen van de lassers. Zodra ook deze zijn behaald kan het bouwen beginnen.

De bouw start 2 weken later dan gepland. Maar ondanks deze vertraging is de bouw van de TAP eind 2010 gereed. Alle onderdelen voldoen aan de CE-markering of bezitten een gebruiksaanwijzing. Dit zorgt ervoor dat de TAP volledig gekeurd wordt en alle onderdelen als “veilig” worden gemarkeerd.

Er is nog geen verkoopprijs vast te stellen voor de TAP. Wanneer het prototype is geïnstalleerd bij Smurfit Kappa Solid Board en de eerste resultaten zichtbaar zijn is het mogelijk een gegronde berekening op te stellen. Dit neemt niet weg dat een terugverdientijd van minder dan 5 jaar nog steeds haalbaar wordt geacht. Een kortere tijd is mogelijk, echter hangt dit af van de grootte van de installatie en de beschikbare temperaturen.

 

 

De TAP werkt al vanaf een temperatuur van 80°C. Om een redelijk energetisch en vooral economisch rendement te kunnen behalen zetten wij vooralsnog in op restwarmte vanaf circa 150°C. Ook deze warmte blijkt nog op veel plaatsen in de Nederlandse industrie beschikbaar te zijn. Het is belangrijk om te bepalen of deze restwarmte ook op wat langere termijn beschikbaar is, alvorens een TAP te overwegen. Conform de “trias energetica” in de gebouwde omgeving introduceren wij daarom de “trias energetica” voor industriële restwarmte:
• Terugwinning van warmte: voor hetzelfde proces of voor een ander proces, al dan niet via warmte-opslag en/of via een warmtepomp (als de temperatuur net te laag is);
• Omzetten van restwarmte in een andere nuttige energievorm voor eigen gebruik: elektriciteit of koude (bijvoorbeeld met de TAP, ORC of absorptiewarmtepomp);
• Leveren van restwarmte aan derden, bijvoorbeeld via een warmtenet.

Voor een goede technisch-economische afweging van de (strategische) mogelijkheden gebruikt Innoforte de zogenaamde “Pinch Technologie”. Dit is een grafische tool waarmee de thermische mogelijkheden voor intern warmte-hergebruik worden bepaald, zie onderstaande grafiek.

Ten behoeve van de inpassing van de TAP in het ketelhuis van Smurfit Kappa Solid Board in Nieuweschans is de Pinch Technologie toegepast. Met grafische en mathematische programmering is de afgassentemperatuur bepaald van een stoomketel met voorgeschakelde gasturbine. Na de TAP is nog voldoende warmte over voor levering van warmte aan de buren: wellness centrum Fontana.

 

 

Om de bouw van de TAP tot een succes te maken wordt er samengewerkt met meerdere partijen. Naast Innoforte, Huisman Innovations en Aster Thermoakoestische Systemen wordt samengewerkt met:

• Fainox, bouw mechanische deel TAP;
• CarCool systems, toeleverancier warmtewisselaars;
• Magnetic Innovations, het elektro-magnetisch deel voor de lineaire generatoren;
• Kuiper & Zn, Toeleverancier rookgaswarmtewisselaar en installateur rookgaswarmtewisselaar bij Smurfit kappa Solid Board;
• Drenth installatie dienst, aanleg koelwater circuit.

Om alles goed te begeleiden wordt voor dit project gebruik gemaakt van de methode LineaForte. Deze methode zorgt ervoor dat elke partij inzicht heeft in de activiteiten en het proces. Op deze manier wordt de planning bewaakt en kan deze op tijd worden bijgesteld.

De installatie van de TAP wordt uitgevoerd door Aster Thermoakoestische Systemen. De overige onderdelen worden door de vakspecialisten geïnstalleerd. Met de huidige voortgang is de TAP eind van het 1ste kwartaal 2011 in bedrijf.

 

 

De omzetting van (rest)warmte in elektriciteit in de TAP gaat eigenlijk in twee stappen. Eerst wordt in het thermoakoestisch deel (de warmtemotor) warmte omgezet in akoestisch (golf) vermogen. Dit akoestisch vermogen wordt vervolgens door een zogenaamde lineaire generator omgezet in elektriciteit.

De lineaire generator bestaat in principe uit een magneet in een spoelset. De magneet is verbonden met een zuiger die door de akoestische golf heen en weer wordt bewogen. Hierdoor ontstaat een variërend magnetisch veld waardoor in de spoel een spanning wordt opgewekt met dezelfde frequentie als de akoestische golf. Het is eigenlijk een dynamo die heen en weer beweegt in plaats van draait.

Om slijtage van de zuiger te voorkomen wordt deze door een set bladveren gecentreerd in een cilinder. Deze bladveren laten wel de heen en weergaande beweging toe maar zijn zijdelings extreem star. De veren worden zodanig uitgelijnd dat de zuiger tijdens de heen en weergaande beweging nergens de cilinderwand raakt en dat tussen cilinderwand en zuiger een speling blijft van ongeveer 0.05 mm.

Een dergelijke nauwe luchtspleet is voor de akoestische golf ondoordringbaar en daarom is geen extra afdichting nodig. Omdat de zuiger vrij beweegt in de cilinder is er geen slijtage waardoor een lange levensduur is gegarandeerd. Om uitwendige trillingen te voorkomen worden lineaire generatoren altijd gepaard toegepast waarbij de magneet en zuiger in tegenfase bewegen. In de TAP worden daarom vier sets van 2 x 1.3 kWe toegepast. Het aantal leveranciers wereldwijd voor dergelijke lineaire generatoren is (nog) zeer beperkt waardor de prijs per kW elektriciteit hoog blijft. De TAP stelt ook specifieke technische eisen waaraan door de verkrijgbare producten niet kon worden voldaan.

Eén van de lineaire generatoren in onderdelen

Voor de TAP is daarom samen met Magnetic Innovations B.V in Velthoven en Fainox B.V. in Horst een innovatief ontwerp gemaakt en is een eerste prototype gebouwd. Belangrijkste uitgangspunten voor dit ontwerp waren, dat de eigenfrequentie eenvoudig moet kunnen worden ingesteld en dat met name het elektro-magnetisch deel zodanig is samengesteld qua onderdelen en fabricage dat bij grotere aantallen de kosten per kWe voldoende laag zullen zijn om de TAP economisch te kunnen inzetten.

 

 

14-10-2010 zijn Huisman Innovations en Innoforte aanwezig geweest op het Innovatiefestival van het Kenniscentrum Papier en Karton. Tijdens dit festival hebben de bezoekers kunnen zien hoe de TAP functioneert en van welke innovatieve techniek gebruik wordt gemaakt. Het product is door de bezoekers enthousiast ontvangen.

Bent u ook benieuwd naar de techniek? Klik hier voor een demonstratiefilm. Op de website van Aster Thermoakoestische Systemen staat de werking uitgebreid uitgelegd.

Al met al zijn we op de goede weg en doen we er alles aan dit project tot een daverend succes te maken. We zijn alle betrokken partijen dan ook erg dankbaar voor hun inzet. Uiteraard houden we u op de hoogte van de voortgang. Voor vragen en informatie over de TAP kunt u contact opnemen met:

Innoforte, Wim Mans
Aster Thermoakoestische Systemen, Kees de Blok
Huisman Innovations, Rob Huisman, Wesley de Ruiter