1. Stanica za punjenje Stlačenim prirodnim plinom (SPP)

stanica za punjenje stlačenim plinom
Skica stanice za  punjenje Stlačenim Prirodnim Plinom

Stanice za punjenje SPP-om mogu  se opskrbljivati na dva načina: prvi način je prijevoz plina u tekućem obliku (TPP) ili na drugi način u obliku stlačenog prirodnog plina putem cjevovoda. Ako se znači opskrbljuju preko cjevovoda zovu se: CCNG-Compressed Natural gas from pipeline ili Stlačeni prirodni plin iz cijevovoda. Na ovoj skici je vidljiva upotreba više stupanjskog kompresora koji zahtjeva sustav za podnazivanje. Potreban je i obnovljivi  sustav za isušivanje plina. Zbog učestalih uključivanja i isključivanja kompresora potrebo je instalirati visokotlačni predspremnik sa primarnim i sekundarnim sustavom sa ventillima koji usmjeravaju plin prema dijelitelju plina ili direktno u vozilo. Standardne stanice za punjenje plinom distribuiraju plin pri visokim tlakom od 25 Mpa dok na je kraju tlak od 20 Mpa na uređaju za punjenje. U SAD-u je danas popularna instalacija predkomora  koje mogu puniti spremnike na stanicama pri tlaku od 34.5 Mpa. To omogučuje dobivanje tlaka od 25 Mpa na izlazu iz uređaja za punjenje plinom.

tpp
Stanica za punjenje automobila TPP

Jedan od problema prilikom punjenja SPP-om je zahtjev za prijenosom veike količine olina u kratko vrijeme. Prema tome kapacitet kompresora bi trebao zadovoljiti 6000m3/h, što znači oko 450 m3 u pet minuta. Znači vrlo je važna konstrukcija stanice za punjenje plinom kao i konstrukcija vozila da bi se u što kraće vrijeme vozilo napunilo plinom.

spp
Stanica za punjenje autobusa SPP

Teška teretna vozila mogu nositi spremnike kapaciteta 4 do 15 puta većeg od spremnika automobila.Automobilima je potrebno od 10 do 18 m3  dok je kamionima i autobusima potrebno od 100 do 300 m3. Za usporedbu vozilima u Sjevernoj Americi je potrebno godišnje oko 4000 m3,  dok je vozilima u Europi pola ili u prosjeku oko 1100 m3.

Prilikom brzog punjenja dolazi do zagrijavnja plina zbog rada kompresora. Potrebno je čak nekoliko sati da temperatura padne na razinu  okoline. Zbog zagrijavanja prilikom brzog punjenja nemoguće je napuniti spremnik do kraja nego tek na vrijednost 70-80% kapaciteta punog spremnika. Danas se pažnja posvećuje tehnici punjenja i mjerenja topline i tlaka u cilindrima vozila kako bi plin bio pri temperaturi od 15 C tlak bio 20 bara.

Alternativa brzom punjenju plinom je sporo punjenje koje uključuje direktno povezivanje vozila na kompresor; time se dolazi do značajne novčane uštede. Kod malih vozila brzina punjenja se kreće oko 2 do 6 m3/h. Najvažnija prednost sporog punjenja je to što temperatura plina s vremenom opada na normalnu i spremnik se može napuniti do kraja.

2. Stanica za punjenje Tekućim naftnim plinom (TPP)

tpp
Skica stanice za punjenje Tekućim prirodnim plinom u gradu Bloomfield, SAD

Najvažnije komponente ovog sustava su: prijelazni spremnik kapaciteta 7400 l, dvije motorne  pumpe promijenjive brzine, sustav za stanje TPP-a i Tri-Vac prijenosni sustav za distribuciju plina, te djelitelj (pumpa) koja može istovremeno posluživati dva vozila.

Prijelazni spremnik ovog tipa može opsluživati vozila sa spremnicima koji su smješteni horizontalno ili vertikalno. Ovaj sustav može napuniti  vozilo sa 45.5 l  za tri minute.
Protok TPP-a se upotrebljava tijekom punjenja koji je odredio vlasnik punionice. Şustav za stanje TPP-a koji detektira tlak plina služi da se poveća tlak plina koji je niži od onog koji je potreban za vozilo. TPP cirkulira sustavom vrlo sporo. Punjenje započinje kao i kod punjenja klasičnim gorivima pri podizanju ručke iz sjedišta uređaja za punjenje.

Priroda nekih motora u vozilima zahtijeva tlak  goriva veći nego što je je tlak ravnoteže ugoriva koje je tek dostavljeno iz tekućeg stanja. Jednostavan način je da se gorivo sprovede kroz izmjenjivač topline da bi se povećala toplina tekućeg plina pa samim time povećao bi se i tlak.

Proces pretvorbe SPP U TPP

Kada bi SPP opskrbljivali TPP –om kao alternativa CCNG načinu opskrbljivanju stanice bilo bi vrlo financijski isplativo. Razlog je taj da je TPP ionako već dostupan u nekom spremniku. TPP bi skompresirali u jednu vrstu male pumpe  na željenu vrijednost kompresije. Tekućina bi isparila točno određene zapremnine tako da bi doveli toplinu. Kako je tekućina na temperaturi od -162 C isparavanje na temperaturu okoline će biti olakšano.

kriogena stanica
Skica kriogene stanice-Liquid compressed natural gas (LCNG)

Kao i kod klasičnih benzinskih pumpi ovaj sustav funkcionira automatski samo ne kod samog točenja plina na uređaju za punjenje. Prednost koncepta LCNG u odnosu na  CCNG je u tome da su kod LCNG-a komponente puno manjih dimenzija. Drugo je da se tijekom procesa pretvorbe tekućine odstranjuju sve komponente osim metana. Znači, nema problema vezanih uz pojavu vode, CO2, teških ugljikovodika   i maziva koje se nalazi u dijelovima za podmazivanje kompresora zbog stlačivanja prirodnog plina.

Vrlo je važno znati da je takav plin čisti metan i bitno se razlikuje od onog plina iz cjevovoda, to može predtavljati problem kod standardizacije SPP-a. Drugi problem je nedostatak ulja ili maziva potrebnog za podmazivanje pojedinih dijelova motora.

Još jedna od prednosti TPP-om nad SPP-om je ta da se u cilindru motora može točno regulirati temperatura plina nakon punjenja. Temperatura SPP-a može se smanjiti na nižu temeparturu pogodnu za cilindar, pa u konačnici se vozilo može napuniti do kraja jer se smanjenjem temperature smanjuje i volumen plina.