Energy research demonstration environment for the development of new power plant concepts (Q3750496)
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Project Q3750496 in Finland
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | Energy research demonstration environment for the development of new power plant concepts |
Project Q3750496 in Finland |
Statements
134,988 Euro
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159,840.0 Euro
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84.45 percent
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1 January 2016
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31 August 2017
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Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy
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62°14'34.12"N, 25°44'59.32"E
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40100
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Hankkeen tavoitteena on luoda ainutlaatuinen uusien voimalaitoskonseptien kokeellinen simulointiympäristö, jotavoidaan hyödyntää myös koulutuskäytössä. Kokeellinen simulointiympäristö yhdessä mallinnustyökalujen kanssamahdollistaa uusien entistä vähäpäästöisempien ja korkealla hyötysuhteella toimivien voima- ja lämpölaitoskonseptienkehittämisen. Perinteisten voima- ja lämpölaitosten toiminta tulee muuttumaan tiukkenevien päästömääräysten jauusituvan aurinko- ja tuulienergian lisääntyessä. Kasvava aurinko- ja tuulienergian osuus muuttaa perinteistenlaitosten ajotapaa ja käyttötunteja. Dynaaminen ajotapa edellyttää uusia tekniikoita ja konsepteja, joilla laitostenkuormanmuutoskykyä voidaan parantaa. Kuormanmuutoskyvyn lisäksi pitää yhteen sovittaa vaatimukset tiukoistapäästörajoista myös dynaamisessa ajotilanteessa, sekä hyötysuhde vaatimukset osakuorma ja muutostilanteissa.Simulointiympäristö toteutetaan integroimalla kaasun käyttövalmiudet VTT:n polttotutkimusympäristöön. Kaasunkäyttövalmiudet mahdollistavat maakaasun/biokaasun käytön säätävänä polttoaineena sekä uusien innovatiivistenkonseptien kehityksen. Kaasun avulla voidaan suoraan vähentää päästöjä sekä parantaa laitoksenkuormanmuutoskykyä. Parempi kuormanmuutoskyky auttaa laitosta tukemaan sähkö- ja lämpöverkkoa paremmin, kunaurinko- ja tuulienergian tuotanto vaihtelevat sääolosuhteista riippuen. Lisäksi kaasua voidaan hyödyntääinnovatiivisissa jälkipoltto- ja höyryn tulistusratkaisuissa varmistamaan matalat päästöt kuormanmuutostilanteissa sekäkorkea sähköntuotannon hyötysuhde haastavilla polttoaineilla (jäte, agro yms). Lisäksi tutkimusympäristöönsuunnitellaan ja toteutetaan innovatiivinen lämpösähkö-moduuli, jolla voidaan muuttaa lämpövirta suoraansähkövirraksi ilman liikkuvia osia. Moduulia voidaan käyttää esim. hukkalämpöjen hyödyntämisessä suoraansähköksi. Lisäksi moduuli mahdollistaa hajautetun off-grid sähkön tuotannon eri lämmön lähteistä ja säädettävienlämmönsiirtopintojen tutkimuksen voima- ja lämpölaitoskonsepteissa. Tutkimuksellisena tavoitteena on pystyävastaamaan niihin muuttuneisiin vaatimuksiin, joita uusilta voimalaitoksilta edellytetään tulevaisuudenenergiajärjestelmissä. Voimalaitoksilta vaaditaan tulevaisuudessa aiempaa joustavampaa kuorman muutoskykyä jakapasiteettia sekä alhaisempia päästöjä ja korkeaa hyötysuhdetta dynaamisissa ajotilanteissa läpi koko kuormanmuutosalueen. Lisäksi erilaiset hybridikonseptit, joissa perinteisiin voimalaitoksiin integroidaan uusiutuvaa energiaa(esim. aurinko, biomassa) ovat lisääntyvän tutkimuskysynnän kohteena. Kaasun käyttömahdollisuuksilla jalämpösähkö-moduulilla varustettu tutkimusympäristö antaa erinomaiset eväät kehittää yhdessä teollisuuden jatutkimustahojen kanssa tulevaisuuden voima- ja lämpölaitoskonsepteja sekä kotimaan että kansainvälisillevientimarkkinoille. (Finnish)
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The aim of the project is to create a unique experimental simulation environment for new power plant concepts, which can also be utilised for training purposes. The experimental simulation environment, together with modelling tools, enables the development of new low-emission and high-efficiency power and heating plant concepts. The operation of traditional power and heating plants will change as stricter emission regulations and renewable solar and wind energy increase. The growing share of solar and wind energy changes the way traditional plants drive and operate hours. Dynamic driving requires new technologies and concepts to improve plant load change performance. In addition to the load-reversing capability, the requirements for strict emission limits must also be reconciled in dynamic driving conditions, as well as efficiency requirements in part load and change situations.The simulation environment is implemented by integrating gas utilisation capabilities into VTT’s combustion research environment. Gas-use capabilities enable the use of natural gas/biogas as a regulating fuel and the development of new innovative concepts. Gas can directly reduce emissions and improve plant load change capacity. Improved load change performance helps the plant to support the electricity and heat grid better when the production of solar and wind energy varies depending on the weather conditions. In addition, gas can be utilised in innovative post-combustion and steam firing solutions to ensure low emissions in load change situations and high efficiency of electricity production with challenging fuels (waste, agro, etc.). In addition, an innovative thermoelectric module is designed and implemented in the research environment, which can transform the heat stream directly into an electric current without moving parts. The module can be used e.g. for the utilisation of waste heat directly into electricity. In addition, the module enables decentralised off-grid electricity production from different heat sources and adjustable heat transfer surfaces in power and heating plant concepts. The research objective is to be able to meet the changed demands of new power plants in future energy systems. In the future, power plants will be required to have more flexible load conversion capacity and capacity, as well as lower emissions and high efficiency in dynamic driving conditions throughout the load change area. In addition, different hybrid concepts for integrating renewable energy (e.g. solar, biomass) into conventional power plants are subject to growing research demand. The research environment, equipped with gas use possibilities and a thermoelectric module, provides excellent tips for developing future power and heating plant concepts for both domestic and international export markets, together with industry and research institutes. (English)
22 November 2021
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L’objectif du projet est de créer un environnement de simulation expérimentale unique pour les nouveaux concepts de centrales électriques, qui peut également être utilisé à des fins de formation. L’environnement de simulation expérimentale, associé à des outils de modélisation, permet de développer de nouveaux concepts d’électricité et de chauffage à faible émission et à haut rendement. L’exploitation des centrales électriques et de chauffage traditionnelles changera à mesure que les réglementations en matière d’émissions seront plus strictes et que l’énergie solaire et éolienne renouvelable augmentera. La part croissante de l’énergie solaire et éolienne change la façon dont les plantes traditionnelles conduisent et exploitent les heures de travail. La conduite dynamique nécessite de nouvelles technologies et de nouveaux concepts pour améliorer les performances en matière de changement de charge de l’installation. En plus de la capacité d’inversion de la charge, les exigences en matière de limites d’émission strictes doivent également être conciliées dans des conditions de conduite dynamiques, ainsi que les exigences en matière d’efficacité dans les situations de charge partielle et de changement. L’environnement de simulation est mis en œuvre en intégrant les capacités d’utilisation du gaz dans l’environnement de recherche sur la combustion de VTT. Les capacités d’utilisation du gaz permettent d’utiliser le gaz naturel/biogaz comme combustible régulateur et de développer de nouveaux concepts novateurs. Le gaz peut directement réduire les émissions et améliorer la capacité de changement de charge des installations. L’amélioration des performances en matière de changement de charge aide la centrale à mieux soutenir le réseau électrique et thermique lorsque la production d’énergie solaire et éolienne varie en fonction des conditions météorologiques. En outre, le gaz peut être utilisé dans des solutions innovantes de postcombustion et de cuisson à la vapeur afin d’assurer de faibles émissions dans les situations de changement de charge et un rendement élevé de la production d’électricité avec des combustibles difficiles (déchets, agro, etc.). En outre, un module thermoélectrique innovant est conçu et mis en œuvre dans l’environnement de recherche, qui peut transformer le flux de chaleur directement en un courant électrique sans pièces mobiles. Le module peut être utilisé, par exemple, pour l’utilisation de la chaleur résiduelle directement dans l’électricité. En outre, le module permet une production décentralisée d’électricité hors réseau à partir de différentes sources de chaleur et des surfaces de transfert de chaleur réglables dans les concepts d’électricité et de chauffage. L’objectif de la recherche est de pouvoir répondre aux exigences changeantes des nouvelles centrales électriques dans les futurs systèmes énergétiques. À l’avenir, les centrales électriques devront disposer d’une capacité et d’une capacité de conversion de charge plus souples, ainsi que d’une réduction des émissions et d’une grande efficacité dans des conditions de conduite dynamiques dans l’ensemble de la zone de changement de charge. En outre, différents concepts hybrides d’intégration des énergies renouvelables (par exemple solaire, biomasse) dans les centrales électriques conventionnelles sont soumis à une demande croissante en matière de recherche. L’environnement de recherche, équipé de possibilités d’utilisation du gaz et d’un module thermoélectrique, fournit d’excellents conseils pour développer de futurs concepts de centrales électriques et de chauffage pour les marchés d’exportation nationaux et internationaux, en collaboration avec l’industrie et les instituts de recherche. (French)
26 November 2021
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