حقق مشروع MARPOWER (نظام إنتاج الطاقة بتوربين غاز خالٍ من انبعاثات الكربون للنقل البحري) تقدمات رئيسية بهدف تقليل الكربون في صناعة النقل البحري. تم تأسيس هذا المشروع بدعم من الاتحاد الأوروبي، ويعمل على تطوير نظام تحويل الطاقة القائم على توربين الغاز لإنتاج الكهرباء وتوليد الطاقة المشتركة على السفن. تم تصميم النظام ليعمل مع أنواع مختلفة من الوقود المستدام، مما يساعد على تحسين الكفاءة العامة.
تفاصيل التصميم والتقدمات التكنولوجية
بعد عامين من بدء المشروع، تم الانتهاء من التصميم العام للنظام وتم تطوير تصميمات دقيقة للمكونات الرئيسية. وصلت عدة تقنيات رئيسية إلى مرحلة الإنتاج والاختبارات التجريبية، وأصبح النموذج الرقمي (Digital Twin) أكثر تعقيدًا تدريجيًا. تشمل هذه التقدمات تحسين الضواغط والتوربينات والاختبار الناجح لنموذج أولي لحجرة الاحتراق باستخدام ١٠٠% هيدروجين.
اقرأ المزيد: عُقد المؤتمر الوطني الثاني لحوكمة البيانات والذكاء الاصطناعي بدعم من وزارة النفط
يعتمد أداء نظام MARPOWER على أداء الضواغط والتوربينات الخاصة به. تم الانتهاء من التصميم لضواغط الضغط المنخفض والعالي، وتم إجراء تصميمات ديناميكية هوائية وتبريد للتوربين عالي الضغط، بالإضافة إلى تصميم وتحسين توربين الضغط المنخفض. يجب أن يأخذ تطوير هذا النظام في الاعتبار الخصائص المعمارية الخاصة بـ MARPOWER، بما في ذلك تكوين العمودين اللذين يعملان بنفس السرعة الزاوية.
مرونة الوقود وتحسين الحرارة
تعتبر مرونة الوقود واحدة من الخصائص الرئيسية لمفهوم MARPOWER. تم تطوير هذا النظام لاستيعاب خيارات الوقود المستدام والمحايد للكربون مثل الهيدروجين، والأمونيا، والميثانول المتجدد، والميثان المتجدد. تم بناء واختبار نموذج أولي لحجرة الاحتراق MARPOWER باستخدام ١٠٠% هيدروجين في مختبر جوي.
تدعم النتائج التجريبية، جنبًا إلى جنب مع المزيد من المحاكاة، الآن تصميم نموذج ثانٍ. يتضمن هذا التصميم نظام توزيع هواء مرن وتحسينات هندسية إضافية تساعد على زيادة مرونة الوقود.
تحسين الكفاءة العامة لـ MARPOWER لا يعتمد فقط على أداء توربين الغاز نفسه، بل يرتبط أيضًا بالاستفادة الأكبر من الطاقة الحرارية المتاحة داخل وخارج الدورة. تم بناء وتجميع نموذج أولي لمسترجع حرارة كبير، وقد اجتاز اختبارات غير مدمرة واختبار ضغط عند ٢٢.٣ بار (حوالي ٢٢ مرة من الضغط الجوي). يستعيد هذا المسترجع الحرارة في دورة توربين الغاز.
يتناول مشروع MARPOWER دمج الاسترجاع مع نظام استعادة الحرارة المهدرة (Waste Heat Recovery System) للاستفادة بشكل أكبر من الحرارة الناتجة. يتضمن تصميم هذا النظام غلاية WHR والدورة المتعلقة بها.
يعتبر استخدام المحامل المغناطيسية النشطة (AMBs) في الآلات الدوارة عالية السرعة واحدة من نقاط القوة الأخرى لمشروع MARPOWER. تدعم هذه المحامل الدوارة بدون تلامس المروحة وتتيح التحكم النشط في موقعها. تم تصميم وبناء AMB محوري جديد وتم دمجه في جهاز اختبار موجود.
اقرأ المزيد: ساتبا مستعدة للتعاون في تطوير محطات الطاقة الشمسية في المباني الحكومية · كوريا الجنوبية تقدم برنامج بقيمة ٧٤٧ مليار دولار للطاقة المتجددة
