Ciclo Kalina - Kalina cycle

O ciclo Kalina , desenvolvido pelo Dr. Alexander Kalina, é um processo termodinâmico para converter energia térmica em energia mecânica utilizável.

Ele usa uma solução de 2 fluidos com diferentes pontos de ebulição para seu fluido de trabalho. Como a solução ferve em uma faixa de temperaturas, como na destilação , mais calor pode ser extraído da fonte do que com um fluido de trabalho puro. O mesmo se aplica na extremidade de exaustão (condensação). Isso fornece eficiência comparável a um ciclo combinado , com menos complexidade.

Pela escolha apropriada da razão entre os componentes da solução, o ponto de ebulição da solução de trabalho pode ser ajustado para se adequar à temperatura de entrada de calor. Água e amônia é a combinação mais amplamente usada, mas outras combinações são viáveis.

Por causa dessa capacidade de aproveitar ao máximo a diferença de temperatura entre a fonte de calor e o dissipador disponíveis, ele encontra aplicações na reutilização de calor de processo industrial, energia geotérmica, energia solar e uso de calor residual de usinas de energia ( ciclo de Bottoming ).

Centrais elétricas de ciclo Kalina

Calor recuperável de processos industriais

O ciclo Kalina foi pensado para aumentar a eficiência da produção de energia térmica em até 50% em instalações adequadas e é ideal para aplicações como aço, carvão, refinarias de petróleo e fábricas de produção de cimento.

  • A Kashima Steel Works operada pela Sumitomo Metal Industries foi inaugurada em 1999. Ela produz 3,6 MW de eletricidade e é a aplicação comercial mais antiga do Ciclo de Kalina
  • A refinaria de petróleo da Baía de Tóquio operada pela Fuji Oil foi comissionada em 2005 e produz 4 MW de potência

Geotérmico

  • Instalação de Husavik , Islândia, com 2 MW de potência elétrica e 20 MW de potência térmica
  • A instalação de Unterhaching , na Alemanha, foi inaugurada em abril de 2009 e foi a primeira de seu tipo (baixa entalpia) no sul da Alemanha. Esta planta produz 3,4 MW de energia elétrica e 38 MW de energia para aquecimento para o município local de Unterhaching .
  • A instalação de Bruchsal, na Alemanha, foi inaugurada em dezembro de 2009 e produz 580 kW de eletricidade.
  • Unidade de ECOGEN, a unidade de 50 kW ECOGEN primeiro foi instalado na Matsunoyama primavera quente Onsen em Tokamachi, Niigata no Japão em 2011. As unidades ECOGEN são baseadas na miniaturização do Ciclo Kalina e projetado para o mercado de primavera quente japonês e outro de baixa entalpia mercados geotérmicos.

Segunda geração

Uma segunda geração de sistemas de ciclo Kalina foi desenvolvida pelo Dr. Kalina e Kalex LLC. Estes sistemas são tecnicamente ciclos Kalina (na medida em que utilizam fluido de trabalho multicomponente com composição variável), mas não usam a marca registrada "Ciclo Kalina".

Ao contrário dos sistemas de ciclo Kalina de primeira geração, que são aplicáveis ​​apenas para fontes de calor de temperatura relativamente baixa, a segunda geração de sistemas de ciclo Kalina é aplicável a fontes de calor de temperatura baixa e relativamente alta.

Para fontes de calor de baixa temperatura, os ciclos de Kalina de segunda geração são projetados para atingir eficiências térmicas maiores do que as possíveis com os ciclos de primeira geração.

Licenciamento

A marca comercial do ciclo Kalina e todas as patentes globais de primeira geração que ainda estão em vigor são propriedade da Wasabi Energy plc. proprietário da Global Geothermal Ltd., empresa controladora da Recurrent Engineering Inc.

Algumas das patentes originais do ciclo Kalina expiraram e agora entraram no domínio público. Global Geothermal Ltd. (controladora: Wasabi Energy Ltd. ) possui todas as entidades em todo o mundo licenciadas para implantar o processo de Ciclo Kalina de primeira geração. Como resultado, a GGL controla os direitos do ciclo Kalina e mais de 200 patentes internacionais associadas a esta tecnologia. O processo é usado atualmente por meio de acordos de licenciamento com a Siemens e a Shanghai Shenge New Energy para todas as suas aplicações chinesas. A FLSmidth tem o direito exclusivo na maioria dos países de oferecer a tecnologia de ciclo Kalina de primeira geração para as indústrias de cimento e cal.

Todas as patentes do ciclo Kalina de segunda geração são atualmente propriedade da Kalex LLC, uma empresa fundada pelo Dr. Kalina.

Referências