Biogas utilization in an internal combustion engine working in a serial hybrid propulsion system

• Autorzy: Kovacs V. B. , Torok A. , Bereczky A. , Szwaja S.

Warianty tytułu

PL

Utylizacja biogazu w silniku spalinowym pracującym w napędzie hybrydowym szeregowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Due to increase in demand for fossil fuels and aspects of natural environment protection, there is a major need to utilize alternative and renewable energy sources in order to promote sustainable development. The use of biogas as a source of renewable energy could provide effective and alternative way to satisfy a remarkable part of this demand for the transportation sector. As biogas has high inert content of carbon dioxide, its heating value is lower compared to CNG. Applying these low heating value renewable gaseous fuels for means of transport is not fully worked out yet because their combustion characteristics significantly differ from liquid fuels that are currently used or propane, or natural gas based systems that are becoming more and more popular in transportation. Biogas is not in common use, thus its utilization is recently limited for engines with conventional equipment burning other fuels. Thus, theoretical and experimental analysis was made to investigate the usability of biogas. On the basis of conducted investigation, it was found that effective biogas utilization as a fuel for means of transport can be achieved in a serial hybrid system consisted of internal combustion reciprocating engine.

PL

Potrzeba zagospodarowywania alternatywnych źródeł energii, w tym źródeł odnawialnych, stymulowana jest koniecznością zaspokojenia narastającego zapotrzebowania na paliwa kopalne oraz ochroną środowiska naturalnego. Wykorzystanie biogazu jako źródła energii odnawialnej może być skutecznym a także alternatywnym środkiem do zaspokojenia znaczącej części tego zapotrzebowania na potrzeby sektora transportu. Biogaz, w porównaniu do CNG, charakteryzuje się mniejszą wartością opałową z powodu występowania w nim dużej ilości składnika niepalnego, jakim jest dwutlenek węgla. Wykorzystanie tego niskokalorycznego paliwa gazowego na potrzeby środków transportu nie jest jeszcze w pełni naukowo zbadane z powodu znaczących różnic w zakresie przebiegu spalania w porównaniu do propanu, metanu lub paliw ciekłych. Pomimo tego paliwa te stają się coraz bardziej popularne w sektorze transportu. Obecnie biogaz nie jest jeszcze powszechnie stosowany, dlatego jego wykorzystanie jako paliwa trakcyjnego jest ograniczane do klasycznych silników tłokowych standardowo spalających inne paliwa. Zatem w celu zbadania przydatności biogazu jako paliwa trakcyjnego przeprowadzono analizę teoretyczną i badania eksperymentalne. Na podstawie przeprowadzonych badań uznano, że efektywne wykorzystanie biogazu jako paliwa do środków transportu można osiągnąć w wyniku jego spalania w szeregowym, hybrydowym zespole napędowym zawierającym tłokowy silnik spalinowy.

Słowa kluczowe

EN

fuel; internal combustion engine; power; natural gas; biogas; carbon dioxide

PL

paliwo; silnik spalinowy; moc; gaz ziemny; biogaz; dwutlenek węgla

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Silniki Spalinowe
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 51, nr 1
• Strony: 17--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Kovacs V. B.

autor

Torok A.

autor

Bereczky A.

autor

Szwaja S.

• Budapest University of Technology and Economics, Dept. of Energy Engineering, Budapest, Hungary,

Bibliografia

• [1] Bokor Z.: Hungary: role of the state in intermodal transport logistics services, Logistics and Transport Focus 9(8): 37-41, 2007.
• [2] Henham A., Makkar M.K.: Combustion of simulated biogas in a dual-fuel diesel engine, Energy Conversion and Management 39(16-18): 2001-2009. doi:10.1016/S0196-8904(98)00071-5, 1998.
• [3] Huang J.D., Crookes R.J.: Assessment of simulated biogas as a fuel for the spark ignition engine, Fuel 77(15): 1793-1801. doi:10.1016/S0016-2361(98)00114-8, 1998.
• [4] Kugelevičius J.A., Kuprys A., Kugelevičius J.: Forecasts of petroleum demand, Transport 22(1): 9-13, 2007.
• [5] Kuprys A., Kugelevičius J.: Possibilities of using liquefied oil gas in transport, Transport 24(1): 48-53. doi:10.3846/1648-4142.2009.24.48-53, 2009.
• [6] Meggyes A., Bereczky Á.: Kapcsolt gázmotorok energetikai vizsgálata [Energetic analysis of combined gas engine systems], Energetics [Energetika], 15(3):18-22 (in Hungarian), 2007.
• [7] Porpatham E., Ramesh A., Nagalingam B.: Investigation on the effect of concentration of methane in biogas when used as a fuel for a spark ignition engine, Fuel 87(8-9): 1651-1659. doi:10.1016/j.fuel.2007.08.014, 2008.
• [8] Tánczos K., Török A.: The linkage between climate change and energy consumption of Hungary in the road transportation sector, Transport 22(2): 134-138, 2007.
• [9] Török Á.: Theoretical estimation of the environmental impact of biofuel mixtures, Transport 24(1): 26-29. doi:10.3846/1648- 4142.2009.24.26-29, 2009.
• [10] Uma R., Kandpal T.C., Kishore V.V.N.: Emission characteristics of an electricity generation system in diesel alone and dual fuel modes, Biomass & Bioenergy 27(2): 195-203. doi:10.1016/j.biombioe.2004.01.003, 2004.
• [11] Bereczky Á.: Utilisation of biofuels in internal combustion engines, in Proceedings of 8th Conference on Heat Engines and Environmental Protection, 28-30 May, 2007, Balatonfüred, 43-47, 2007.
• [12] Penninger A., Meggyes A., Bereczky A., Grof G., Konczol S., Lezsovits F., Sztanko K., Kovacs V. B.: Utilization of gas mixtures having high inert content generated from biomass in gas-engine and in gasturbine, 22th German Flame Day, VDI-Berichte 1888 (ISSN: 0083-5560), 267-272. Paper II-21, 2005.
• [13] Kovács V.B., Meggyes A., Bereczky Á.: Investigation of utilization of pirolysis gases in IC engine, in Proceeding of Sixth Conference on Mechanical Engineering, Budapest, Hungary, May 30-31 2008, 153-157.
• [14] Laza T., Bereczky Á.: Repceolaj és magasabb rendű alkoholok párolgási konstansának meghatározása, [Determination of the evaporation constant in case of pure and with alcohol mixed rape seed oil], in 16th International Conference in Mechanical Engineering, Brasso, Romania, May 1-4, 2008, 232237. (in Hungarian).
• [15] Török Á.: Climate change and road transportation sector, in Proceedings of the International Conference on Environmental Management, Engineering, Planning and Economics(CEMEPE), Skiathos, June 24-28, 2007, 2569-2574.
• [16] Török Á., Kovács V.B.: Investigation on transport related biogas utilization. Transport Journal Of Vilnius Gediminas Technical University And Lithuanian Academy Of Sciences 25:(1), pp. 77-80, (2010).
• [17] Szendrő G.: Sustainable biofuels in Hungary and Europe -self-defeating incentives? Gazdálkodás Scientific Journal on Agricultural Economics, Vol.54. Special Edition No.24, pp.71-78, 2010.
• [18] Fűr A. Csete M.: Modeling methodologies of synergic effects related to climate change and sustainable energy management. Periodica Polytechnica Social and Management Sciences, 18/1, 2010, pp.11-19.