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Strom: Neue Mikrodampfturbine optimiert Abwärmenutzung aus Blockheizkraftwerken

© TH Nürnberg, Tim Neiertz© TH Nürnberg, Tim NeiertzNürnberg – Motorische Kraftwerke zur dezentralen Stromerzeugung haben eine hohe Bedeutung. Allerdings kann die entstehende Abwärme oft nicht voll genutzt werden. Mit einer neuen Mikrodampfturbine soll das in Zukunft besser gelingen.

An der TH Nürnberg ist es gelungen, bisher ungenutzte Abwärme mit dem Einsatz einer Mikrodampfturbine für die Stromerzeugung einzusetzen. Eine neue Forschungsanlage ist in Nürnberg in Betrieb gegangen.

Gasmotoren für die Energiewende notwendig – Abwärme auch im Sommer nutzbar
Da die Stromerzeugung aus Sonne- und Windenergie Schwankungen unterliegt, werden für eine sichere Stromversorgung auch Einrichtungen benötigt, die einen flexiblen, zeitlichen und räumlichen Ausgleich von Strom ermöglichen. Kleinere, mit Biogas oder auch mit Wasserstoff betriebene Gasmotoren als motorische Kraftwerke können einen wichtigen Beitrag dazu leisten, diesen Bedarf zu decken. Bei der Stromerzeugung in Motoren oder Gasturbinen entsteht allerdings auch viel Wärme. Sie wird häufig zur Gebäudebeheizung oder zur Warmwasserbereitung genutzt.

Gerade in den Sommermonaten bleibt die überschüssige Wärme aber oft ungenutzt. Dem Projektteam der TH Nürnberg um Prof. Dr.-Ing. Frank Opferkuch ist es nun gemeinsam mit ihren Kooperationspartnern gelungen, das bisher ungenutzte Potenzial in der Abwärme aus solchen dezentralen Kraftwerken durch einen optimierten Dampfprozess besser zu nutzen.

Einzigartige Versuchsanlage in Betrieb - Forschungsprojekt MicroRankine
In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Forschungsprojekt „MicroRankine“ erschließt das Team die Umwandlung von Wärme in Strom mit Dampfturbinen nun auch für die Anwendung an dezentrale Gasmotoren mit den dort üblichen kleineren Leistungen. Gemeinsam mit den Kooperationspartnern wurde eine einzigartige Versuchsanlage bei der Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN) projektiert und aufgebaut, mit der die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Verfahren in der Anwendung ausführlich untersuchen und weiter optimieren wollen. Die SUN betreibt eine der größten Kläranlagen in Deutschland. Derzeit treibt das entstehende Klärgas vier Gasmotoren an und versorgt so die Betriebsanlage der SUN mit Strom.

Forschung: Optimierter Dampfprozess liefert bis zu 10 Prozent mehr Strom
Basis der hier zum Einsatz kommenden Technologie ist der aus der Kraftwerkstechnik bekannte Wasserdampfprozess. Dieser Prozess wird von den Forschern für die dezentrale Stromerzeugung völlig neu konzipiert. Der als Arbeitsmittel zum Einsatz kommende Wasserdampf hat zudem im Vergleich zu alternativen Verfahren wichtige Vorteile, u. a. hat er keinen negativen Einfluss auf die Umwelt.

Am Projekt beteiligt sind die Spezialisten für Abgaswärmetauscher Aprovis GmbH und die Siemens AG für die Turbinentechnik. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert die Investitionen in die Versuchstechnik mit 600.000 Euro, die Entwicklung und Projektierung wurde durch Förderung des Bayerischen Staatsministeriums für Wissenschaft und Kunst ermöglicht. Die Europäische Union unterstützt den Wissens- und Technologietransfer mit Mitteln aus dem Europäischen Fond für regionale Entwicklung EFRE.

© IWR, 2020


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