Кіріспе
Capstone Green Energy, бұрын Capstone Turbine Corporation, 1988 жылы Калифорния штатында газ турбиналарын өндіретін компания ретінде тіркелді. Ол микротурбиналық қуатты, сондай-ақ жылу және салқындатуды бірге өндіретін когенерациялық жүйелерді қамтиды. Capstone конструкциясының ең маңызды ерекшелігі – турбинаның қызмет мерзімі бойына техникалық қызмет көрсетуді және майлау материалдарын қажет етпеуін қамтамасыз ететін ауалық подшипниктерді пайдалану, бұл жүйені бір қозғалмалы бөлікке дейін азайтады. Бұл сонымен қатар қосымша салқындату немесе басқа да жүйелердің қажеттілігін де жояды. Capstone микротурбинасы – әмбебап және икемді технология, отынның әртүрлі түрлерін пайдалана алады және түрлі қолданыстарға бейімделуге жеткілікті масштабты.
Тарих
Компания 1998 жылы Тарзанада NoMac Energy Systems ретінде құрылды, бұл атау негізін қалаушылар Джеймс Ной мен Робин Маккейдің тегінен жасалған сөз тіркесі еді. Бұрын олар AlliedSignal компаниясында жұмыс істеген, бірақ микротурбина генераторын жасау үшін кетіп қалды. Беннің ағасы Гарольд А. Розен, NASA-дағы әріптесі технологияны сипаттаған мақаламен бөліскеннен кейін, бұл жаңа турбиналық компанияны бірінші болып байқады. Розендер NoMac компаниясын сатып алып, оны Capstone деп атады. Сонымен қатар, Розендер 1993 жылдың мамыр айында микротурбинаны қолданатын турбиналық серпімді дөңгелекті автомобиль қуат жүйесін әзірлеу үшін Rosen Motors жеке компаниясын құрды, бірақ ірі өндірушілердің инвестициялауға ниет танытпауына байланысты Rosen Motors 1997 жылдың қарашасында жабылды. Rosen Motors жабылып қалғаннан кейін, Capstone микротурбинасын электр энергиясының көзі ретінде дамытуды жалғастырды, бұл таратылған генерацияны жеңілдетуге бағытталған шара болды. Бұл процеске Бен Розен, Пол Аллен және Билл Гейтс сияқты компьютерлік технологиялар саласының басшыларынан алынған инвестициялар түрткіс берді. Алайда, Capstone Ричард Хиллеманмен бірлесіп CMT 380 гибридтік электр суперкарын жасады, ол 2009 жылы Лос-Анджелес автосалонында таныстырылды. Онда Factory Five Racing компаниясының GTM шассиі қолданылды. Таратылған генерация жүйелерінде микротурбиналар көбінесе біріктірілген жылу және қуат станцияларының құрамына кіреді, бұл олардың жалпы жылу тиімділігін арттыру үшін шығарылатын газдардың жылуын қалпына келтіруге мүмкіндік береді. 2021 жылдың 22 сәуірінде компания өзінің атын Capstone Green Energy деп өзгерткенін хабарлады. 2021 жылдың шілдесінде компания австриялық Innovametall Stahl Und Metallbau инженерлік-құрылыс фирмасына Фрайштадт қаласындағы ұнтақ бояу цехында пайдалану үшін сутегімен жұмыс істейтін алғашқы микротурбинаны жеткізді. Capstone – АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігінің Біріктірілген жылу және қуат серіктестігінің мүшесі, ол елдің энергиялық инфрақұрылымының тиімділігін арттыруға және ластаушы заттар мен парниктік газдар шығарындыларын азайтуға бағытталған. DQS сертификаты бар ISO 9001:2015 және ISO 14001:2015 стандартына сәйкес келетін Capstone компаниясы Лос-Анджелес аймағында орналасқан және АҚШ, Латын Америкасы, Еуропа, Таяу Шығыс және Азияда сату және/немесе қызмет көрсету орталықтарына ие. 2023 жылдың 28 қыркүйегінде Capstone Green Energy компаниясы 11-тарау бойынша банкроттыққа өтініш берді.
Өнімдер
Компания электр энергиясын өндіру, қосарлы электр энергиясын өндіру, биогазбен жұмыс істейтін жаңартылатын энергия және гибридті көлік қуаты үшін микротурбина генераторларын сатады. Capstone компаниясы шығару қуаты әртүрлі болатын микротурбиналарды ұсынады. Көптеген турбиналарды Capstone компаниясының Advanced Power Server (APS) жүйесімен біріктіруге болады, бұл қуатты арттыруға мүмкіндік береді. Capstone микротурбиналары гибридті электр көліктерінің, әсіресе гибридті электрлік жұмыс көліктерінің қозғалыс резервін ұзартуға қызығушылық тудырды. Олардың жеңіл салмағы, кішігірім көлемі және жылдам іске қосылу уақыты оларды негізгі батареяларды зарядтау үшін "бірден қосылатын" резервтік қуат ретінде өте ыңғайлы етеді. Capstone-мен жұмыс істейтін гибридті көліктің мысалы – Capstone CMT 380, ол 30 кВт дизельмен жұмыс істейтін газ турбиналық генераторымен жабдықталған және қажет болған жағдайда Li Poly батареяларын зарядтайды. CMT 380 тек батареямен ғана жүруге арналған қашықтығын құрайды, бірақ микротурбинамен біріктірілгенде, бұл қашықтық артып, білтегіден асып түседі.
Дизайн
Capstone микротурбинасы – компрессорды, турбинаны және генераторды біріктіретін жалғыз білігі бар турбовалдық қозғалтқыш. Газ турбинасының идеалды жұмысын Брейтон циклы сипаттайды. Бұл машинада ауа генераторды (G) салқындату үшін сорылып, компрессорда (C) қысымға ұшыратылады; содан кейін қысылған ауа рекуператор (R) деп аталатын, араласпайтын ауа-ауа жылу алмастырғышы арқылы өтеді. Рекуператор шығатын газдардың жылуын жануға түсетін ауаны алдын ала қыздыру үшін пайдаланады, бұл микротурбинаның жалпы тиімділігін арттырады. Циклдің келесі қадамында қысылған, алдын ала қыздырылған ауа жану камерасына (X) беріледі, онда ол отынмен араластырылып, жағылады. Қыздырылған жану газдары турбина арқылы (T) кеңейтіліп, орталық біліктің айналуын қамтамасыз етеді. Турбина, компрессор және генератор бір орталық білікке орнатылғандықтан, турбинаның айналуы электр энергиясын өндіреді және бір мезгілде процестің жалғасуын қамтамасыз ету үшін ауа сорады. Білік магниттік өрісте қанша жылдам айналса, электр қуаты сонша жоғары болады. Шығыс қуатын реттеу инверторлық қуат электроникасы арқылы жүзеге асырылады.
Кейс-студиялар
Нью-Йорк қаласындағы Lotte New York Palace қонақ үйінің Capstone C65 микротурбиналарын RSP Systems (Capstone дистрибьюторы) арқылы пайдалану бойынша кейс-стади. Гроссейтингендегі Wintershall Holding GmbH компаниясының C65 микротурбинасын пайдалану бойынша кейс-стади. Техас штатының Ланкастер қаласындағы Oncor Electric Delivery компаниясының C65 микротурбинасын пайдалану бойынша кейс-стади.