Árbók VFÍ/TFÍ - 01.06.2002, Blaðsíða 221

Tafla 1. Orkuvinnsluaðferðir sem bornar eru saman. Tafla 2. Aðstæður til varmavinnslu f Svartsengi og Húsavík.
Húsavík: Svartsengi: Staöur Húsavfk Svartsengi
1 Kalina hringrás Kalina hringrás Varmagjafi Heitt vatn Gufa
2 ORC ORC Hitastig inn (°C) 120 103
3 Hvellsuðu aðferð Gufuhverfill Hitastig út (°C) 80 95
4 JayToro hringrás Rennsli pr vél (kg/s) 90 5,2
5 Varmarafmagn Varmarafmagn Varmi inn (kW pr vél) 15109 11869
vegna hitamismunar í hálíleiðurum, svokölluðum Peltier-hrifum, sjá grein Þorsteins I.
Sigfússonar og Guðlaugs K. Óttarssonar á heimasíðu Genergy Varmaraf [3].
Niðurstöður
í töflu 3 eru niðurstöður úr líkönunum þegar varmagjafi er sambærilegur við aðstæður á
Húsavík. Niðurstöður sýna að Kalina-varmahringásin hentar best við þessar aðstæður og
skilar 2000 kW á meðan ORC skilar 1630 kW. Ekki var búið til líkan af varmarafmagns-
aðferð, enda byggir hún á öðrum eðlisfræðilegum lögmálum en varmahringrásir. Fyrsta
lögmáls nýtni varmarafmagns með núverandi tækni er um 5%.
Til þess að leggja lauslegt mat á kostnað
fyrir mismunandi útfærslur á varma-
vinnuferlum, án flókinna kostnaðar-
útreikninga, eru hér gerðar nokkrar nálg-
anir. í fyrsta lagi má gera ráð fyrir að stýri-
og rafbúnaður sé svipaður í öllum út-
færslum en stærð hverfilsins er háð rúm-
málsstreyminu. Gera má því ráð fyrir að
vélbúnaðurinn stækki í takt við rúmmáls-
streymið. I öðru lagi má ganga út frá því
að þrýstifall í rörum sé háð streymishraða
í öðru veldi og sé einnig í beinu hlutfalli
við eðlisþyngd, en af því leiðir að fyrir
háar Reynoldstölur gildir að þverskurðar-
flatarmál lagna er í hlutfalli við margfeldi
massastreymis og kvaðratrót eðlisrúm-
máls. Þessa stærð má því nota til saman-
burðar á stærð lagnakerfis. I töflu 4 eru
báðar þessar aðferðir notaðar við saman-
burð og er augljóst að yfirburðir Kalina-
hringrásarinnar eru algerir. Samanburður
við varmarafmagn á ekki við hér því að
þar er ekki um varmahringrás að ræða.
Til þess að bera Kalina-hringrás saman við
ORC-hringrás var hún aðlöguð að Svarts-
engisaðstæðum. Ekki var lögð nein vinna
í að besta Kalina hringrásina fyrir Svarts-
engisaðstæður, blönduhlutfall og þrýst-
ingur voru einungis stillt þannig af að það
gæti staðist í raunveruleikanum og kæli-
vatnsnotkun væri á svipuðu róli og í ORC-
vélunum. í töflu 5 má sjá að nýtnin á
varmavinnuhringrásunum þrernur í
Tafla 3. Samanburður á aðferðum til raforkuvinnslu við
aðstæður á Húsavík.
Aðferð Aflút
Kalina 2000 kW
ORC 1630 kW
Hvellsuðu aðferð 1589 kW
Jay Toro cycle 1002 kW
Varmarafmagn 767 kW
Tafla 4. Rúmmálsstreymi inn á hverfil við
Húsavíkuraðstæður.
Aflút Rúmmálsstreymi m-Jv
[kW] [m3/s]
Kalina 2000 0,57 2,52
ORC 1630 2,06 8,45
Hvellsuðuferli 1589 22,40 12,14
JayToro cycle 1002 6,79 4,83
Tafla 5. Samanburður á aðferðum til raforkuvinnslu við aðstæður í Svartsengi.
Aðferð Afl út
ORC 1248 kW
Kalina 1330 kW
Gufuhverfill 1324 kW*
Varmarafmagn 587 kW
0,1 bar þrýst. í gufuþétti og 5 % af afli fer í gasdælur
Ritrýndar vísindagreinar
2 1 7