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Free-piston Reciprocating Joule-cycle Engine-based Micro-combined Heat and Power System

Descrizione del progetto

Sistema innovativo per applicazioni di microcogenerazione residenziale

La microcogenerazione (micro-CHP, Micro-combined heat and power) è una tecnologia che genera elettricità ad alto rendimento, riducendo contemporaneamente al minimo il carico sulla rete e sui sistemi di distribuzione locali e diminuendo il consumo lordo di energia e le emissioni di CO2. I sistemi che attualmente servono il mercato interno della microcogenerazione stanno affrontando diversi problemi che limitano un’installazione di ampio respiro della microcogenerazione. I motori a ciclo joule alternativo a pistone libero mostrano un alto rendimento elettrico, un potenziale policarburante, una buona flessibilità operativa, una struttura meccanica semplice e una bassa perdita per attrito. Tuttavia, non è stato ancora sviluppato un sistema dimostrativo di microcogenerazione integrato basato su motori a ciclo joule alternativo a pistone libero. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto Free-CHP modellerà, progetterà, costruirà, testerà, migliorerà e convaliderà un innovativo sistema di microcogenerazione da 5 kWe basato su motori a ciclo joule alternativo a pistone libero e utilizzabile all’interno di edifici da abitazione.

Obiettivo

Developing domestic Combined Heat and Power (CHP) systems presents one obvious way to generate electricity with high efficiency, mitigate strain on the grid and local distribution systems, and reduce gross energy consumption and CO2 emissions. The domestic micro-CHP market is currently served by ICE, Stirling, and ORC systems, all of which possess significant issues that limit wide micro-CHP installations. In order to solve the current developing predicament of residential micro-CHP market, and to develop affordable and efficient residential micro-CHP products, excellent prime mover technologies need to be developed. The Free-Piston Reciprocating Joule-cycle Engines (FPRJEs) proposed by Prof. Tony Roskilly’s group are preferred for residential micro-CHP applications because of their high electrical efficiency (greater than 30%), multi-fuel potential, good operational flexibility, simple mechanical structure, and low frictional loss. An integrated FPRJE-based micro-CHP demonstration system has not to date been developed and a numerical model which can describe the whole FPRJE-based micro-CHP system accurately is also lacking. In this project, a novel, first-of-its-kind 5 kWe FPRJE-based micro-CHP system that can be used in domestic buildings will be modelled, designed, built, tested, and improved at Durham University. The successful implementation of this project will be the first to validate the theoretical modelling of this novel micro-CHP system and will significantly increase our body of knowledge with respect to free piston engines. We will also be able to determine the technical feasibility of this proposed concept which aims to surpass current micro-CHP system efficiencies and achieve higher efficiency. This research will significantly contribute to the EU’s gross energy consumption and CO2 emissions reduction, and low-carbon cities development. The experienced researcher will obtain research-related skills, transferable skills and networking from the project.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2020

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Coordinatore

UNIVERSITY OF DURHAM
Contributo netto dell'UE
€ 224 933,76
Indirizzo
STOCKTON ROAD THE PALATINE CENTRE
DH1 3LE DURHAM
Regno Unito
Regione
North East (England) Tees Valley and Durham Durham CC
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 224 933,76