Mikroturbin som Range Extender
Analys av mikroturbinens förutsättningar att användas som sekundär kraftkälla i en seriehybridbil
Gasturbiner används idag främst i olika typer av kraftvärmeanläggningar, tidigare fanns det även gasturbiner som användes för framdrivning av olika fordon, men dessa har till stor del konkurrerats ut av dieselmotorn eftersom de inte har kunnat mäta sig med dieselmotorns bränsleeffektivitet. Små gasturbiner som har en effekt under 500 kW brukar kallas för mikroturbiner. Kännetecknande för denna typ av gasturbiner är att de ofta bara har en roterande axel och roterar i höga hastigheter.Syftet med denna rapport är att undersöka om en mikroturbin med framgång kan användas som Range Extender i en seriehybridbil. Finns de tekniska förutsättningarna som krävs för att bli konkurrenskraftig mot andra tekniska lösningar som kan användas för samma syfte? Speciellt fokus läggs i rapporten på att undersöka användningen av värmeväxlare och keramiska material i mikroturbinen. Rapporten innehåller även en förteckning på företag som tillverkar eller utvecklar mikroturbiner. Då arbetet är en kandidatuppsats är resurserna begränsade har inte funnits utrymme för att göra djupare analyser av alla delområden som behöver behandlas för det att besvara rapportens syfte på ett tillfredställande sätt. Därför har områden som ekonomi, hållbarhet och nödvändiga kringsystem i hybridbilar bara ytligt berörts.Undersökningen av mikroturbinen och jämförelsen med andra lösningar har bedrivits genom studier av publicerad information, intervjuer av personer med kunskap i området och genom undersökning via internet av de mikroturbinstillverkare som finns idag. I rapporten anges det vilka faktorer som är avgörande för en Range Extender i två olika typer av seriehybridbilar. Dels de som har börjat komma ut på marknaden idag vilka kan beskrivas som elbilar med möjlighet till extra räckvidd vid ett fåtal tillfällen och dels de seriehybrider som i framtiden ska kunna konkurrera ut förbränningsmotorn även på de områden där bilen ofta körs längre sträckor. För den första typen av seriehybrider är de viktigaste egenskaperna för Range Extendern att den upptar liten volym i bilen, är billig att tillverka och klarar de krav som ställs från myndigheter i fråga om utsläpp och ljudnivå. Om en seriehybrid däremot ska kunna konkurrera ut förbränningsmotorn även i fordon avsedda för längre sträckor kommer verkningsgraden och val av drivmedel att spela större roll. Resultatet av undersökningen visar på att mikroturbinen har möjlighet att utvecklas till att rymmas i en begränsad volym och kraven från myndigheter i fråga om utsläpp och ljudnivå bör inte innebära några problem. Produktionskostnaden är hög och därför är inte mikroturbinen konkurrenskraftig som Range Extender till dagens seriehybridbilar. Till framtidens seriehybrider som även ska kunna konkurrera med förbränningsmotorn på längre körsträckor har mikroturbinen dock potential att bli ett attraktivt alternativ. Förutsättningen för detta är att bränslecellen inte hinner utvecklas, mikroturbinens verkningsgrad kan förbättras ytterligare och att massproduktion möjliggör sänkta produktionskostnader.