Digitalisierung und interdisziplinäre Auslegungstechnologien von Turbomaschinen für die Energiewende, Teilvorhaben: 2.1a, 2.2a und 2.3a

Description: Das übergeordnete Arbeitspaket 'Speicher und H2-Anwendungen' des Verbundprojektes widmet sich Verdichtern und Expansionskomponenten für Anwendungen in Speicherprozessen für die zukünftige, von Erneuerbaren dominierte Energieinfrastruktur und in Prozessen der synthetischen Erzeugung klimaneutraler Brenngase. Im AP 2.1 'Radialverdichter in Energiespeicheranwendungen' werden Radialverdichter für die Anwendung in innovativen Energiespeicheranwendungen wie CAES (Compressed Air Energy Storage) ertüchtigt. Um dieser besonderen Anforderung von CAES zu begegnen ist es daher erforderlich, die Auswirkung von Strömungsungleichförmigkeiten am Verdichtereintritt zu bewerten und aerodynamisch robuste Laufräder, die im flexiblen Betrieb möglichst unempfindlich auf eine ungleichförmige Beaufschlagung reagieren, zu entwickeln. Das AP 2.2 'Radialexpander in Energiespeicheranwendungen' widmet sich dem Expansionspfad von Energiespeichern, die auf den Prinzipien der Kompression und Expansion von Gasen arbeiten. Hier kommen mehrstufige Radialexpander zum Einsatz, wobei je nach der Art des Energiespeichers unterschiedliche Fluide für den Prozess in Betracht kommen. Dies hat Auswirkungen auf die genaue Gestaltung der aerodynamischen Komponenten. Schließlich werden im AP 2.3 'Axialexpander: Maschinenoptimierung für Speicherungsprozesse' Turbomaschinen für Prozesse für eine möglichst verlustarme Einlagerung (Einspeisung) und eine schnelle Entladung von Gasen entwickelt. Neben der direkten Nutzung der Exergie des gespeicherten Wasserstoffs wird in einem mit CO2 arbeitenden geschlossenen Kreislaufprozess CO2 auf den überkritischen Zustand (sCO2 - super critical CO2) komprimiert. Der Antrieb des Kompressors wird durch eine kleine Expansionsturbine unterstützt, die die nach der Wärmespeicherung enthaltene Restenthalpie entspannt. Besteht Strombedarf in wind- bzw. sonnenfreier Zeit, so erfolgt die Rückgewinnung elektrischer Energie durch die Entspannung des sCO2 über eine Turbine.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Brenngas ? Elektrizität ? Energiewende ? Wasserstoff ? Digitalisierung ? Wärmespeicher ? Energieinfrastruktur ? Druckluftspeicher ? Energiebedarf ? Energiespeicher ? Exergie ? Lagerung ?

Region: Bayern

Bounding boxes: 12.53381° .. 12.53381° x 47.795° .. 47.795°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• MAN Energy Solutions SE (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subprojects: 2.1a, 2.2a and 2.3a
  Description: The overarching work package 'Storage and H2 Applications' of the joint project is dedicated to compressors and expansion components for applications in storage processes for the future energy infrastructure dominated by renewables and in processes for the synthetic generation of climate-neutral fuel gases. In WP 2.1 'Centrifugal compressors in energy storage applications', centrifugal compressors are being upgraded for use in innovative energy storage applications such as CAES (Compressed Air Energy Storage). To meet this particular requirement of CAES, it is therefore necessary to evaluate the effect of flow non-uniformities at the compressor inlet and to develop aerodynamically robust impellers that are as insensitive as possible to non-uniform admission in flexible operation. WP 2.2 'Radial expanders in energy storage applications' is dedicated to the expansion path of energy storage systems operating on the principles of compression and expansion of gases. Multi-stage radial expanders are used here, with different fluids being considered for the process depending on the type of energy storage device. This has implications for the precise design of the aerodynamic components. Finally, in WP 2.3 'Axial expanders: machine optimization for storage processes', turbomachinery is being developed for processes for the lowest possible loss storage (injection) and rapid discharge of gases. In addition to the direct use of the exergy of the stored hydrogen, CO2 is compressed to the supercritical state (sCO2 – super critical CO2) in a closed loop process operating with CO2. The drive of the compressor is supported by a small expansion turbine, which expands the residual enthalpy contained after heat storage. If there is a demand for electricity during windless or sunless periods, electrical energy is recovered by expanding the sCO2 via a turbine. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1129533

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.47
• Findability: 0.53

  • Title: 0.00
  • Description: 0.16
  • Identifier: false
  • Keywords: 1.00
  • Spatial: RegionIdentified (1.00)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.