Efektivní reverzační turbokompresor

Energetické zdroje, zejména zemního plynu, jsou zpravidla vzdáleny od místa spotřeby a musí se dopravovat někdy až tisíce kilometrů. Vrty, pomocí nichž se plyn z ložiska čerpá, mají omezenou kapacitu. Pokud by byla překročena, zvýšily by se rychlosti plynu ve vrtu a ten by s sebou začal strhávat jemné částice horniny. Ty by vrt ucpávaly a postupně snižovaly jeho těžební kapacitu. Zatímco těžební kapacita vrtu je téměř konstantní a nezáleží na roční době, spotřeba plynu kolísá. Největší je v zimě a nejnižší v letních měsících. Tuto disproporci řeší podzemní zásobníky plynu. V letních měsících se plyn do nich vtlačuje. V zimních naopak čerpá a dodává spotřebitelům. Zkomprimovaný plyn má v zásobníku vysoký tlak. Při odběru ze zásobníku do rozvodného plynovodu je proto nutné nejprve jeho tlak snížit na odpovídající úroveň. Obvykle v redukčních ventilech, čímž je ovšem zmařena veškerá potenciální energie plynu, kterou bylo nutné vynaložit předtím, při jeho vtlačování do zásobníku. Její využití pomocí expanzních turbín je poměrně nákladná záležitost a návratnost vložené investice je víceméně dlouhá. Experti zvažují myšlenku akumulovat nadbytečnou energii v podzemních pneumatických akumulátorech. V době nadbytku elektrické energie by kompresor vtlačoval vzduch do akumulátoru. V době jejího nedostatku by akumulovanou energii využívala expanzní turbína. V obou případech jsou k tomu nutné dva stroje – kompresor a expanzní turbína. Společnost Siemens v Brně patentovala tzv. reverzační turbokompresor (RTK). Pracuje se stlačitelnými pracovními látkami, jimiž mohou být zemní plyn, vzduch, nebo další plyny. Jeho průtočné části (lopatkování s navazujícími konfuzory a difuzory) jsou navrženy tak, aby vyhovovaly kompresorovému i turbínovému režimu práce stroje. RTK je výhodné spojit s elektrickým strojem – motorgenerátorem. V případě kompresorového provozu pracuje jako motor a elektrickou energii ze sítě odebírá. Za turbínového režimu funguje jako generátor, který elektrickou energii do sítě dodává. Pokud bude soustrojí s RTK a motorgenerátorem použito u podzemních zásobníků plynu, nebo u pneumatických akumulátorů, nahradí turbínu i kompresor. Nižší cena RTK a prodloužení doby provozu pak významně zvyšují efektivnost vložené investice do uvedených provozů. RTK lze využívat i jako reverzační turbočerpadlo, spojené s elektrickým strojem – motorgenerátorem. Při přebytku elektrické energie, příp. zemního plynu, pracuje RTK jako kompresor a elektrický stroj jako motor. Motor čerpá elektrickou energii ze sítě a kompresor vtlačuje vzduch, resp. plyn, do zásobníku. V případě potřeby elektrické energie, nebo plynu, pracuje RTK jako expanzní turbína a elektrický stroj jako generátor. Expanzní turbína využívá tlak plynu, tzn. využívá potenciální tlakovou energii stačeného plynu, či vzduchu v zásobníku a elektrický generátor ji transformuje do rozvodné sítě. RTK může nejenom nahradit dva stroje a tím zefektivnit práci podzemních zásobníků plynu. Zároveň otevírá nové možnosti při akumulaci energie vyráběné ve větrných, příp. fotovoltaických elektrárnách. /sk/