Das Projekt "Demonstration eines voll-supraleitenden Generatorsystems, Teilvorhaben: Fertigung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Krämer Energietechnik GmbH & Co. KG.Im Projekt SupraGenSys 1 wurde ein vollsupraleitend ausgeführter und direkt angetriebener Generator für WEA (Windenergieanlagen) mit 10 MW Bemessungsleistung entworfen und optimiert. In diesem Projekt sind bereits wesentliche Ergebnisse erzielt worden. In diesem Projekt zeigte sich der Generator bereits mit beeindruckenden Kennzahlen und verspricht durch Absenkung der Stromgestehungskosten ein wesentlicher Fortschritt für den Ausbau der Windenergie zu werden. In dem Folgeprojekt SupraGenSys 2 soll ein Demonstrationsgenerator ( DG ) konstruiert und gefertigt werden. Die Projektpartner übernehmen die Berechnung des Generators, die Konstruktion des Generators und der Einzelteile, sowie die Materialbeschaffung. Die Krämer Energietechnik GmbH & Co. KG übernimmt die Konstruktion, Materialbeschaffung und Fertigung aller erforderlichen Vorrichtungen. Die Fertigung der HTS-Spulen und der geblechten Kerne sowie die Montage von Rotor, Stator und Kyrostat wird ebenfalls bei Krämer erfolgen. Die Prüfung der tiefgekühlten Spulen wird mit Unterstützung des KIT bei Krämer durchgeführt. Anschließend erfolgt die Endmontage des Generators durch Krämer bei Fraunhofer IEE in Kassel.
Das Projekt "Teststand für die Pitchregelung von Windkraftanlagen" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Flugzeugbau (IFB), Stuttgarter Lehrstuhl für Windenergie.Ziel des Projektes ist die Entwicklung von fortschrittlichen Modellen zur numerischen Darstellung des Regelsystems, sowie die Erprobung neuer Pitchregelungskonzepte. Ferner ist die Belastungsmessung der Pitchantriebe unter realitätsnahen Bedingungen vorgesehen, um z.B. den Einfluss von Lagerreibung sowie Verzahnungsgeometrie besser erfassen zu können. Auch die Erprobung neuer Pitch Antriebskonzepte wie z. B. spielarme DC-Pitchantriebe kann durchgeführt werden.
Das Projekt "Demonstration eines voll-supraleitenden Generatorsystems, Teilvorhaben: Mechanische Auslegung und Konstruktion von Voll-Supraleitenden Generatorsystemen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: ProFluxx GmbH.In SupraGenSys 2 soll der Demonstrator auf Basis eines optimierten 10 MW Voll-HTS (Hochtemperatur-Supraleitung) Generators entwickelt werden. Dafür sind umfangreiche Berechnungen, sowie der Entwurf und die Konstruktion der entsprechenden Teilsysteme notwendig, bis letztlich alles im Demonstrator zusammenkommt und das Konzept eines Voll-HTS Generators geprüft und erprobt werden kann. Dafür ist eine enge Zusammenarbeit des Konsortiums notwendig, welches sich bereits in SupraGenSys bewähren konnte und für SupraGenSys 2 auf Grund des Potentials erweitert wurde. Der Beitrag von ProFluxx fokussiert auf die Konstruktion des Demonstrators. ProFluxx hat langjährige Erfahrungen in der Konstruktion von elektrischen Maschinen insbesondere Synchrongeneratoren. Hierbei liegt der Schwerpunkt im Bereich von 2 MVA (1,6 MW) bis 20 MVA (16 MW) und deckt somit den Zielleistungsbereich des 10 MW Voll-HTS Generators ab. ProFluxx ist daher mit der Auslegung der sogenannten Passivteile (Gehäuse, Lagerung, etc.) für die Zielgröße vertraut und wird entsprechende Konzepte auf Demonstratorgröße entwickeln. Zusammen mit den Projektpartnern wird ProFluxx diese Konzepte unter Berücksichtigung der späteren Scale up activity bewerten und ein Konzept auswählen, das dann detailliert wird und letztendlich gefertigt wird. Ein bedeutender Aspekt bei der Konzept Bewertung ist das Verständnis der Neuartigkeit der sogenannten Aktivteile (Kryostate, HTS Wicklungen und Blechpakete für Stator und Rotor).
Das Projekt "Digitalisierung und interdisziplinäre Auslegungstechnologien von Turbomaschinen für die Energiewende, Teilvorhaben: 3.2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG.Gasturbinen für den flexiblen Einsatz zur Stromerzeugung aus synthetischen Brennstoffen werden kleine, robuste Einheiten mit kompakten Radialverdichtern sein. Ein Ziel des Teilvorhabens ist die Verifizierung des Designs einer Radialverdichterstufe mit erweitertem Arbeitsbereich mit transsonischen Zuströmbedingungen. Die hohen Machzahlen im Gehäusebereich des Laufradschaufeleintritts sind die Folge von hochbelasteten Stufen, die bei hohen Drehzahlen einen großen Arbeitseintrag liefern sollen. Ein Gleichdrall in der Zuströmung zum Rotor reduziert die relative Machzahl und damit auch die Stoßverluste im Rotor, senkt aber gleichzeitig den Arbeitseintrag ab, wenn nicht die Umlenkung der Strömung im Rotor oder der Austrittsradius angepasst wird. Passend zu einer bestehenden Stufe ohne Vordrall soll eine Stufe mit Vordrall und gleichem Arbeitseintrag untersucht werden, um durch die reduzierten relativen Machzahlen einen hohen Wirkungsgrad und einen breiten Arbeitsbereich zu erzielen. Hochtemperatur-Thermalfarbverfahren zur Ermittlung der tatsächlichen Bauteiltemperaturen in hochbelasteten Turbinenkomponenten sind ein wichtiges Validierungselement der numerischen Auslegungswerkzeuge. Derzeit werden die Temperaturumschlaglinien aufwändig händisch gelesen und ausgewertet. Zusammen mit der TU Dresden (AP1.3) soll das Postprocessing der Thermalfarben-Analysen mittels farbiger digitaler Zwillinge verbessert werden. Der automatisierte Prozess wird zu einer signifikanten Zeitersparnis führen. Weiterhin ermöglicht die durchgängige Digitalisierung des Prozesses die Erstellung einer digitalen 'Bibliothek' von Thermalfarbkomponenten und bildet das Fundament für die Anwendung von Methoden der Künstlichen Intelligenz zur Verbesserung der Auswertung von Temperaturumschlagslinien.
Die Firma NET Altengamme Nord GmbH, Lehfeld 5, 21029 Hamburg, hat am 27.05.2024, vervollständigt am 05.12.2024 bei der zuständigen Behörde für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft die Errichtung und den Betrieb von zwei Windkraftanlagen mit einer Gesamthöhe von mehr als 50 Metern auf dem Grundstück Horster Damm 329 in 21039 Hamburg, Gemarkung Altengamme, Flurstücke 89 und 102, beantragt. Der eingereichte Genehmigungsantrag umfasst • die Errichtung und den Betrieb von zwei Windkraftanlagen mit jeweils einer Gesamthöhe (einschließlich Rotor) von 223 Metern im Windpark Hamburg-Altengamme sowie • den Abbruch von vier bestehenden Windkraftanlagen am gleichen Standort. Das Vorhaben bedarf einer Genehmigung nach § 4 BImSchG in Verbindung mit § 1 und Nr. 1.6.2 des Anhangs 1 zur vierten Verordnung zur Durchführung des BImSchG (4. BImSchV). Das Genehmigungsverfahren wird gemäß § 2 Absatz 1 Nummer 1 Buchstabe c der 4. BImSchV als förmliches Verfahren nach § 10 BImSchG durchgeführt, da eine Umweltverträglichkeitsprüfung durchzuführen ist.
Das Projekt "Demonstration eines voll-supraleitenden Generatorsystems, Teilvorhaben: Siemens AG" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Siemens AG.Das Vorhaben baut auf die im Projekt SupraGenSys (Förderkennzeichen 03EE3010B) erarbeiteten Ergebnisse zum Entwurf und zur Optimierung eines vollsupraleitend ausgeführten und direkt angetriebenen Generators für WEA (Windenergieanlagen) mit 10 MW Bemessungsleistung auf. Die sich abzeichnende Verringerung der Stromgestehungskosten spielt eine wesentliche Rolle und verspricht den Ausbau der Windenergienutzung zu beschleunigen. Bisher durchgeführte Berechnungen berücksichtigen komplexe Systeme und deren Abhängigkeiten voneinander. Daraus ergibt sich die Wichtigkeit eines 'Proof-of-Concept', um anhand experimenteller Untersuchungen an einem Demonstrationsgenerator die ökonomische und technische Sinnhaftigkeit zu bestätigen und nachzuweisen, dass die Realität durch die Berechnungsmodelle hinreichend gut abgebildet wird. So kann das Vertrauen der Industrie in diese vielversprechende Technologie gestärkt werden. Ziel des Vorhabens ist somit die Entwicklung und der Aufbau eines 250-kW-Demonstrationsgenerators im Labor auf Basis des optimierten 10-MW-Voll-HTS-Generators. Mit Hilfe dieser Maschine werden die in SupraGenSys erarbeiteten Ergebnisse validiert und die entwickelten Berechnungsroutinen überprüft. Die Siemens AG trägt innerhalb des Konsortiums im Rahmen ihres Teilvorhabens zum Konzept und zum konzeptionellen Design des Demonstrationsgenerators bei. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Untersuchung und Optimierung von Wechselstromverlusten in den supraleitenden Spulen von Rotor und Stator des neuartigen Generators. Die langjährige Erfahrung bei der Entwicklung von Elektromaschinen mit supraleitenden Rotorwicklungen fließt in die elektromagnetische Auslegung des 250-kW-Voll-HTS-Generators ein. Schließlich werden die Testergebnisse auf einen Multi-MW-Generatorentwurf übertragen.
Das Projekt "Entwicklung einer umfassenden Methodik zur Integration von Flettnerrotoren auf verschiedenen Schiffstypen, Vorhaben: FlettnerRotorDesign und Gesamtpropulsionskontrollsystem" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: SCHOTTEL GmbH.
Das Projekt "Midspeed-Generator für Windturbinen mit einer Hochtemperatursupraleiter-Wicklung im Rotor, Teilvorhaben: Rotorentwicklung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Automation und angewandte Informatik.Ziel des Teilprojekts in Zusammenarbeit mit den Partnern ist Design, Fertigung und Test eines 'HTS retrofit Rotors' für einen mid-speed Generator für die Windkraft. Dabei unterstützt das KIT ITEP in mehreren Arbeitspaketen mit der besonderen Expertise in Hochtemperatursupraleitern (HTS), in Kryotechnologie und im Design von HTS-basierten rotierenden Maschinen.
Das Projekt "Midspeed-Generator für Windturbinen mit einer Hochtemperatursupraleiter-Wicklung im Rotor, Teilvorhaben: Netzanbindungskonzepte und deren Analyse für Midspeed-Generatoren mit HTS Rotorwicklung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Elektrotechnisches Institut.Das beantragte Gesamtvorhaben hat zum Ziel, einen Midspeed-Generator für die Verwendung in Windturbinen basierend auf einer Hoch-Stromdichte-Technologie mit Kupferwicklung im Stator und mit Hochtemperatursupraleiter-(HTS-)Technologie (HTS der zweiten Generation) im Rotor zu entwickeln, zu konstruieren, zu fertigen und auf einem Teststand zu charakterisieren. Wesentliches Ziel dieses Teilvorhabens sind die Topologieauswahl, Auslegung und Bewertung von Stromrichtern für die Anbindung des Generators an das elektrische Netz, wobei hier jeweils die konventionelle Anbindung an ein 50 Hz AC-Netz sowie die direkte Anbindung an ein DC-Netz untersucht werden. Ein zentrales Element des Teilvorhabens stellt hierbei die Entwicklung eines 'digitalen Zwillings' des Generator-Gleichrichter-Systems, die Implementierung dieses Modells auf einem Hardware-in-the-Loop (HIL) System sowie die Entwicklung und Validierung einer Generatorregelung mit dem Ziel maximaler Energieausbeute dar. Das zweite zentrale Element besteht in der Auswahl einer geeigneten Stromrichtertopologie zur Netzanbindung und dem Aufbau eines skalierten Demonstrators, welcher mit den Power-Hardware-in-the-Loop (PHIL) Prüfständen des ETI gekoppelt wird. Die PHIL Prüfstände emulieren hierbei zum einen modellbasiert das Klemmenverhalten des elektrischen Netzes und zum anderen das Klemmenverhalten des Generators, welches mittels des entwickelten Echtzeitmodells ('digitaler Zwilling') berechnet wird. Mit dem so entwickelten Aufbau können dann die auf der Umrichtersteuerung implementierten und echtzeitfähigen Regelungs- und Steuerverfahren für alle relevanten Betriebszustände getestet und validiert werden, bevor diese beim echten Generator genutzt werden. Durch die Kooperation mit den Projektpartnern erfolgt außerdem ein Wissenstransfer hinsichtlich der Modellbildung für auf HTS-Technologie basierenden Generatoren. Dieser Transfer wird nur durch das breite Spektrum der Teilnehmenden Projektpartner ermöglicht.
Das Projekt "Entwicklung flexibel operierender Pumpensysteme für hohe Druckverhältnisse, Temperatur- und Mengenschwankungen, Teilvorhaben: Untersuchung rotordynamischer Koeffizienten von Axialschub-Entlastungseinrichtungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Fluidsystemtechnik.Ziel der Entwicklung stark flexibel operierender Pumpensysteme für hohe Druckverhältnisse, Temperatur- und Mengenschwankungen ist es, die Anforderungen an Pumpensysteme für stark schwankende Betriebsbedingungen hinsichtlich der Erhöhung ihrer Flexibilität bei gleichzeitiger Steigerung des Teillastwirkungsgrades und unter Beibehalt oder Erhöhung ihrer Lebensdauer abzuleiten. Diese Anforderungen sind durch die Entwicklung hochflexibel betreibbarer Pumpensysteme umzusetzen. Derartige flexible Pumpensysteme werden bspw. in Dampfkraftwerken (für Komponenten im Wasser-Dampf-Kreislauf und im Kühlkreislauf, aber auch in vor- und nachgeschalteten Prozesskreisläufen) sowie in chemischen und verfahrenstechnischen Prozessen mit hydraulischen Kreisläufen benötigt. In den Kreiselpumpen dieser Systeme entsteht durch die Druckerhöhung über die Laufräder ein Axialschub auf den Rotor, welcher i.d.R. durch Axialschub-Entlastungseinrichtungen reduziert werden muss, um Axiallager zu entlasten. Der Einfluss von Axialschub-Entlastungseinrichtungen auf die Rotordynamik der Pumpe, welcher insbesondere bei flexiblem Betrieb eine wesentliche Rolle spielen kann, ist jedoch weitgehend unerforscht. In flexibel operierenden Pumpensystemen erfahren drehzahlgeregelte Pumpen Anregungen der Struktur mit der Drehfrequenz und ihren Vielfachen über einen ausgedehnten Frequenzbereich. Resonanzen in diesem breiten Drehzahlbereich können leicht zum Ausfall der Maschine und des Systems führen, weswegen sie zwingend zu vermeiden sind. Dafür ist insbesondere auch die sichere Kenntnis der rotordynamischen Koeffizienten von Axialschub-Entlastungseinrichtungen notwendig, die in diesem Teilprojekt untersucht werden. Dafür wird ein spezieller Prüfstand erweitert und Axialschub-Entlastungseinrichtungen experimentell untersucht. Außerdem werden Simulationen der Spaltströmung durchgeführt.
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