Le réchauffement climatique augmente de jour en jour et devrait avoir un effet dévastateur profond, durable et durable sur la planète Terre. Pour lutter contre la situation, diverses entreprises font leur part. Aerostrovilos Energy, la start-up automobile incubée par l'IIT-Madras, a rejoint le train en marche en 2017 avec l'idée de développer des turbines à gaz qui sont principalement utilisées pour la propulsion aérospatiale ou la production de grande puissance de dizaines à centaines de MW. Les turbines à gaz sont les dispositifs de combustion les plus propres qui peuvent s'adapter à une variété de carburants, créant ainsi un écosystème neutre en carbone à l'aide de biocarburants.
Curieux de connaître l'entreprise et l'efficacité de ses solutions pour réduire l'impact sur l'environnement, nous nous sommes entretenus avec Rohit Grover, co-fondateur et PDG d'Aerostrovilos Energy. Tout en poursuivant ses études de baccalauréat et de maîtrise en génie aérospatial, Rohit s'est vivement intéressé à la technologie et a compris qu'il y avait un énorme écart dans le développement de la technologie des moteurs à réaction en Inde. Il voulait en faire un pionnier et œuvrer à faire évoluer la technologie des moteurs à réaction.
Prenant le temps de son emploi du temps chargé, Rohit a partagé l'idée derrière la création de l'entreprise, le style de travail, la réussite d'Aerostrovilos Energy et bien plus encore avec l'équipe CircuitDigest.
Q. «Aerostrovilos Energy» est connue pour fabriquer la première turbine à gaz indigène de l'Inde pour la production d'électricité. Comment avez-vous accompli cela?
Nous avons démarré cette société en 2017 avec une petite équipe de trois personnes et nous sommes maintenant élargis à une équipe multidisciplinaire de 10 membres, dont beaucoup d'entre eux sont également de l'IIT Madras et d'autres IIT. Nous sommes reconnaissants de l'immense soutien que nous avons reçu des laboratoires de l'IIT Madras, à savoir le NCCRD qui est le plus grand centre de recherche au monde pour une telle technologie. Nous avons également eu la chance de pouvoir être incubés dans la cellule d'incubation IIT Madras, classée parmi les meilleures du pays pour ses startups de technologie profonde. Nous avons commencé par développer une machine de 20 kW qui consistait à acheter certains composants et à tester nos composants IP existants. À l'avenir, nous sommes entrés dans le développement autochtone complet d'un système de 100 kW de zéro.
Q. Veuillez faire la lumière sur les subventions accordées à Aerostrovilos Energy. Dans quelle mesure l'IITM s'est-il avéré utile?
Nous avons eu la chance de recevoir un soutien financier sous forme de subvention de Bharat Petroleum dans le cadre de leur projet Ankur pour le développement de nos produits. Nous avons également pu adopter la technologie du laboratoire du NCCRD sur la combustion des turbines à gaz qui rend notre système bien meilleur que toutes les technologies de turbine existantes. En outre, nous sommes reconnaissants d'obtenir le soutien de la cellule d'incubation pour le financement, les relations avec les investisseurs, les mentors et autres installations juridiques et CS.
Q. Parlez-nous du LX-101, le micro-générateur à turbine à gaz de 100 kW. Quelles sont les principales applications de ces turbines?
Aujourd'hui, les Micro Turbines pour un niveau de puissance de 100kWsont utilisés dans les opérations d'électricité continue hors réseau telles que les plates-formes pétrolières, l'énergie décentralisée, la cogénération industrielle. Ces applications ont généralement une grille peu fiable qui fait des turbines extrêmement fiables une solution parfaite. Il a des exigences d'exploitation et d'entretien extrêmement faibles. Cependant, en raison du coût en capital extrêmement élevé, généralement 10 fois celui d'un groupe électrogène diesel, il n'a pas été utilisé comme alimentation de secours mais uniquement comme puissance principale, ce qui a donc une très petite part de marché. Au début des années 2010, lorsque les coûts des batteries étaient élevés; les générateurs à turbine ont été essayés comme prolongateur d'autonomie par de nombreuses entreprises et ne sont pas passés à une échelle de production en raison de leur coût élevé. Maintenant avec notre innovation,nous sommes en mesure de ramener les besoins en matériaux à la catégorie la moins exotique et automobile et de réduire ainsi le coût au même niveau que la technologie existante du moteur diesel. Cela lui permet désormais de trouver des applications sur le marché des groupes électrogènes diesel et des véhicules électriques.
Q. Comment fonctionnent ces micro-turbines à gaz flexibles (MGT)? Quelle est sa signification?
Les micro-turbines à gaz sont similaires à la technologie des moteurs à réaction qui alimente un avion ou de grandes centrales à turbine à gaz qui alimentent nos villes. Ce sont une version miniaturisée de la même chose. Alors que le plus gros peut passer de quelques mégawatts à des centaines de mégawatts, mais la micro-turbine est de 20 à 200 kilowatts.
La technologie de base est la même que celle qui utilise le cycle de Brayton où l'air entrant est comprimé à une pression plus élevée, brûlé dans une chambre de combustion et détendu à travers une turbine pour créer la puissance d'arbre qui peut être utilisée pour faire fonctionner un générateur. Contrairement aux turbines plus grosses, les microturbines peuvent être complètement exemptes d'huile. Les micro-turbines sont en principe flexibles en carburant, ce qui nécessite une certaine modification d'une chambre de combustion pour différents carburants. Cependant, avec notre technologie unique de chambre de combustion, nous n'avons pas besoin de le faire non plus. Pour le carburant liquide ou gazeux, un petit changement dans la conduite de carburant est nécessaire pour sélectionner le carburant et la même machine peut fonctionner avec différentes variétés de carburants à partir de GNC, GPL, diesel, essence, biogaz, biodiesel, etc.
Les turbines, contrairement aux ensembles DG, brûlent le carburant complètement comme un brûleur GPL dans nos cuisinières et ont très peu d'émissions de polluants. Les niveaux d'émission sont également 20 à 30 fois inférieurs à ceux du BSVI le plus strict. Ils sont 5 fois plus petits et 8 fois plus légers qu'un moteur diesel pour le même niveau de puissance.
Q. Comment les micro-turbines à gaz (MGT) peuvent-elles être utilisées dans les automobiles? Quels avantages présente-t-il par rapport aux moteurs IC et aux VE?
Les micro-turbines à gaz ont déjà été essayées dans le véhicule mais étaient couplées mécaniquement au groupe motopropulseur pour propulser le véhicule. Cependant, dans le cas actuel, ils produiront de l'énergie électrique et serviront à alimenter le moteur électrique d'un VE. Ceci est similaire à un EV hybride série où nous avons un générateur embarqué, qui dans ce cas sera un turbogénérateur. Il s'agira essentiellement d'un EV à l'avant avec un groupe motopropulseur EV et avec 90% de batterie remplacée par un générateur MGT approprié.
Les générateurs MGT présentent divers avantages par rapport aux moteurs IC. En principe, ils sont flexibles et peuvent fonctionner avec une variété de combustibles liquides et gazeux, y compris les biocarburants. Ils sont 8 fois plus légers et 10 fois compacts qu'un ICE, presque zéro vibration, et le bruit peut être facilement contenu avec une enceinte. Une technologie appropriée pour la combustion que nous introduisons appelés résultats à injection directe Lean dans les émissions polluantes nettement plus faible et une meilleure efficacité, CO- 2 empreinte est également en forte baisse. ICE a une période de maintenance de 500 heures (30000 km) et une durée de vie de 10000 heures (6, 00000 km), tandis que les turbines auront un cycle de maintenance de 10000 heures et une durée de vie de 40000 heures, ce qui est bien supérieur à l'ICE.
Les avantages par rapport aux véhicules électriques deviennent énormes lorsqu'on considère les véhicules utilitaires lourds nécessaires pour transporter des marchandises sur de longues distances. Les limites actuelles de la technologie des batteriesen termes de densité et de portée limitent son utilisation dans ce segment de véhicules et c'est là que les turbines joueront un rôle majeur à l'avenir et constitueront la technologie de référence pour ce segment pendant de nombreuses décennies à venir. Aujourd'hui, il existe des méthodes de fabrication qui peuvent permettre de produire des turbines en vrac et ici, notre technologie LDI joue un rôle majeur dans l'abaissement du CapeX pour la turbine et globalement pour le véhicule électrique à turbine (TEV) tel que le CapEx sera à égalité avec un ICE. De plus, avec un groupe motopropulseur électrique, il peut donner une meilleure économie et se traduire par une OpeX presque à égalité avec EV avec une combinaison de GNC et de carburant diesel. Les piles ont une durée de vie limitéed'environ 8 km lakh, alors que la turbine peut continuer à fonctionner 3-4 fois. Enfin, l'avantage de la flexibilité du carburant se traduit par la possibilité d'utiliser l'infrastructure diesel, essence, GNC, et plus tard, le passage au bio-éthanol, le bio-diesel peut être fait en douceur.
Q. Ces MGT sont-elles suffisamment compactes pour s'adapter aux automobiles? Comment les performances seraient-elles comparées à celles d'un VE?
Les turbines peuvent facilement s'intégrer dans un véhicule car il est plus léger que l'ICE. Comme je l'ai déjà dit à l'avant, c'est comme un véhicule électrique et entraîné par un moteur électrique. La turbine fournit la principale source d'énergie pour ces moteurs avec un petit bloc-batterie qui sera utilisé pour une certaine puissance supplémentaire pour une accélération rapide ou qui sera chargé pendant le freinage.
Q. L'accent principal sur les VE est pour ses avantages environnementaux, la MGT peut-elle rivaliser avec les VE en termes de pollution de l'air?
Oui absolument! Le secteur sur lequel nous nous concentrons est celui des véhicules lourds et ce sont eux qui sont l'un des principaux responsables de la pollution et la technologie des batteries pourrait nécessiter encore 20 ans à l'échelle mondiale pour rattraper son retard dans les économies développées et peut-être bien plus que pour l'Inde. Par conséquent, si nous comparons cela à un camion ICE existant qui resterait le même pendant les 30 à 40 prochaines années, nous pouvons faire des pas en avant dans la réduction des émissions. Nous misons également sur les carburants à base de GNC et de biocarburants ainsi que sur l'électrification dans le cadre du plan gouvernemental pour l'énergie future afin de réduire les émissions. Voici quelques chiffres pour votre référence pour un camion / bus.
par rapport à ICE-100 tonnes de CO 2; 50 tonnes de CO et NOx, 10 tonnes de réduction de PM par an.
par rapport au VE (compte tenu du réseau avec son empreinte carbone) - 50 tonnes de CO 2 par an
Q. Les voitures motorisées par MGT seront-elles plus économiques que IC Engine?
Oui, le coût du carburant peut être considérablement réduit jusqu'à 3 fois avec une utilisation mixte diesel et GNC par rapport à l'ICE.
Q. Avez-vous déjà testé vos turbines sur l'automobile? À quels défis vous attendez-vous dans le processus?
Nous n'avons pas encore testé nos turbines avec un véhicule et pour cela, nous travaillons en étroite collaboration avec quelques équipementiers qui sont dans le segment des véhicules utilitaires. Nous leur fournirions la machine. Le défi auquel nous pourrions être confrontés serait l'intégration de la technologie avec leur plate-forme. De plus, certains défis du côté de la réglementation pourraient être là en termes de subvention et de remboursement de la TPS, etc. Les turbines sont plus propres que la glace et devraient également être subventionnées. D'autres pays accordent des subventions pour les véhicules avec un nouveau concept tel qu'un hybride. Cela doit être fait ici aussi.
Q. Les MGT flexibles en carburant deviendront la norme en remplaçant les ensembles DG existants pour l'alimentation de secours. Dans quelle mesure est-ce vrai?
C'est un scénario plausible. Les turbines existent depuis les années 40-50. Ils ont remplacé les moteurs à pistons, alors en raison de leur fiabilité et de leurs performances supérieures, et avec certaines innovations que nous introduisons; ils peuvent certainement faire de même pour les applications terrestres, y compris les ensembles DG. L'USP de la turbine réside dans sa flexibilité de carburant ou sa capacité à faire fonctionner des carburants à faible pouvoir calorifique ou des carburants sales tels que le biogaz, le gaz de synthèse, etc. auxquels les ICE ont du mal à s'adapter. Une fois que la fabrication basée sur le volume est établie pour les turbines à gaz en utilisant les matériaux moins chers existants et les normes de fabrication qui sont utilisées pour fabriquer un composant de type turbine appelé turbocompresseur, elles peuvent concurrencer les ensembles DG sur divers aspects, notamment l'efficacité, la fiabilité, les émissions, etc..
Q. Votre entreprise a réduit de 10 fois le coût initial des micro-générateurs à turbine à gaz. Comment cela a-t-il été possible? Quelles difficultés avez-vous rencontrées?
Certains d'entre vous connaissent peut-être Turbocharger. Ceux-ci sont similaires à un MGT en termes de construction et de principe. Ils sont produits en vrac et sont utilisés avec des ICE fonctionnant au diesel pour améliorer ses performances. Ils sont fabriqués en masse avec des matériaux moins chers et des processus de fabrication bien établis. Nous avons l'intention d'utiliser le même procédé pour fabriquer nos MGT et le hic ici est notre technologie LDI qui permet désormais d'utiliser ces procédés pour fabriquer un MGT.
Nous avons dû réfléchir au premier principe et comprendre pourquoi les turbines à gaz ne peuvent pas être moins chères et ce qui les empêche de l'être et nous avons réalisé que c'était la sélection de matériaux exotiques qui entre dans la machine de qualité aéronautique. Mais pour les applications automobiles avec certains changements dans notre région de chambre de combustion, nous avons réussi à abaisser les températures, ce qui ne nous obligeait plus à utiliser ces matériaux exotiques et les processus de fabrication adoptés pour les turbines ou les moteurs à réaction de qualité aéronautique.
Q. Quels sont les autres produits technologiquement avancés destinés à être fabriqués par votre entreprise?
La première gamme de produits que nous prévoyons est une gamme de produits de 120 kW pour les applications de véhicules utilitaires lourds. Plus tard, nous présenterons des produits adaptés à différents segments de véhicules utilitaires avec des niveaux de puissance allant de 20 kW à 200 kW. Pour le marché des groupes électrogènes, nous utiliserons les mêmes produits et commencerons à les combiner et pouvons offrir une capacité allant jusqu'à 1 MW pour la production d'électricité décentralisée utilisant des carburants plus propres tels que le gaz naturel, le biogaz ou le gaz de production. Au fil du temps, nous apporterons de nouvelles innovations dans notre technologie pour divers sous-systèmes que nous importons actuellement.