Entwicklung einer rinnenkonzentrierenden Solaranlage fuer die Bereitstellung von Prozesswaerme. Konstruktion und Bau eines Moduls SP1.1 mit 40 bzw 60 Spiegelflaeche. Erhoehung der Waermetraeger-Temperatur auf 350-400 Grad Celsius. Untersuchung des Wirkungsgrades. Ermittlung eines geeigneten Waermetraegers. Optimierung der Steuerelektronik. Optimierung der Messdatenerfassung. Optimierung der Kostenstruktur. Untersuchung unterschiedlicher Waermesenken wie zB Turbine, Schraubenexpansionsmaschine, Stirling-Motor, usw fuer Generatorantrieb. Erarbeiten einer Regelung fuer den Betrieb im elektrischen Netzverbund. Feldtests an der Versuchsanlage SP1.
Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist es, kleinskalige und flexible Wirbelschichtfeuerungen für die Verbrennung von landwirtschaftlichen Reststoffen bezüglich dem Emissionsverhalten weiterzuentwickeln, im Labormaßstab zu erproben, sowie wirtschaftliche Einsatzszenarien zu identifizieren und mit dem zu entwickelnden Anlagenkonzept zu adressieren. Die Motivation für die Entwicklung dieser Technologie ist die hohe Verfügbarkeit von bisher ungenutzten biogenen Festbrennstoffen unterschiedlichster Form, Konsistenz und Zusammensetzung, die in den momentan verfügbaren Rostfeuerungen große Probleme bereiten. In brennstoffflexiblen Wirbelschichtfeuerungen hingegen bedeutet dies überwiegend nur eine Adaption der Anlagensteuerung und des Bettmaterialmanagements. Das vorgeschlagene Projekt wird vom Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg koordiniert; Projektpartner sind die Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH und die eta Energieberatung GmbH. Der Ansatz, kleinste Wirbelschichtfeuerungen mit einer Wärmeauskopplung aus der Wirbelschicht zur Kühlung der Feuerung bei nahstöchiometrischen Betriebspunkten zu nutzen, erlaubt den Betrieb mit hohen Feuerungswirkungsgraden aufgrund geringerer Luftüberschüsse ohne eine unzulässige Überschreitung von Ascheschmelztemperaturen bei gleichzeitiger Brennstoffflexibilität. Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik wurde das Potential von Wirbelschichtfeuerungen für die Kraft-Wärme-Kopplung im 30 kW-Maßstab mit einem als Tauchheizfläche integrierten Wärmeübertrager eines Stirlingmotors bereits erfolgreich demonstriert. Die Herausforderung besteht nun in der Skalierung der Anlage in verschiedenste Leistungsbereiche größer als 100 kW, um damit das Brennstoffband auch auf (landwirtschaftliche) Reststoffe zu erweitern, gleichzeitig aber auch den dann gültigen - und gegenüber der 1. BImSchV verschärften - Emissionsgrenzwerten der TA-Luft zu entsprechen.
Das Mini-KWK-System aus einem wirbelschichtgefeuerten Stirlingmotor wurde vom Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik bereits in einer Laboranlage demonstriert und es zeigt sich, dass für eine derartige Mikro-Wirbelschichtfeuerung die Anforderungen sowohl an den Bauraum als auch an die Kohlenmonoxidemissionen problemlos erfüllt werden können. Der innovative Ansatz ist dabei, dass der Wärmeübertrager des Stirlingmotors direkt in der Wirbelschicht platziert ist, wodurch die Bildung von Anbackungen und Verschlackungen am Erhitzerkopf des Stirlings, welche für das Scheitern bisheriger Konzepte verantwortlich waren, zuverlässig verhindert wird. Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist es daher, das hocheffiziente und brennstoffflexible Mini-KWK-System in den Pilot-Leistungsbereich von 5 kWel zu überführen und in einem Feldtest zu erproben. Zudem soll der große Vorteil von Wirbelschichtfeuerungen - nämlich deren Brennstoffflexibilität - erstmals auch im Leistungsbereich von Kleinfeuerungsanlagen mit biogenen Festbrennstoffen in einem Feldtest demonstriert werden um nun auch Langzeiterfahrungen zu gewinnen. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts soll daher im ersten Schritt - eine dauerlauffähige Mini-KWK-Pilotanlage mit einer elektrischen Leistung von 5 kWel aufgebaut und in Betrieb genommen werden, um diese im zweiten Schritt - in einem Biomasseheizkraftwerk mit verschiedenen biogenen Brennstoffen (Restkohlenstoff aus Vergasungsanlagen, Gärreste, Heu etc.) im Rahmen eines Feldtests mit einem 5 kWel Stirlingmotor der Firma Frauscher Thermal Motors zu erproben. Projektbegleitend findet neben der genehmigungsrechtlichen Betrachtung dieses Anlagenkonzepts hinsichtlich verschiedener Einsatzszenarien auch eine numerische und experimentelle Weiterentwicklung der Partikelabscheidung in Hinblick auf die Feinstaubemissionen statt.
Das Mini-KWK-System aus einem wirbelschichtgefeuerten Stirlingmotor wurde vom Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik bereits in einer Laboranlage demonstriert und es zeigt sich, dass für eine derartige Mikro-Wirbelschichtfeuerung die Anforderungen sowohl an den Bauraum als auch an die Kohlenmonoxidemissionen problemlos erfüllt werden können. Der innovative Ansatz ist dabei, dass der Wärmeübertrager des Stirlingmotors direkt in der Wirbelschicht platziert ist, wodurch die Bildung von Anbackungen und Verschlackungen am Erhitzerkopf des Stirlings, welche für das Scheitern bisheriger Konzepte verantwortlich waren, zuverlässig verhindert wird. Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist es daher, das hocheffiziente und brennstoffflexible Mini-KWK-System in den Pilot-Leistungsbereich von 5 kWel zu überführen und in einem Feldtest zu erproben. Zudem soll der große Vorteil von Wirbelschichtfeuerungen - nämlich deren Brennstoffflexibilität - erstmals auch im Leistungsbereich von Kleinfeuerungsanlagen mit biogenen Festbrennstoffen in einem Feldtest demonstriert werden um nun auch Langzeiterfahrungen zu gewinnen. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts soll daher im ersten Schritt - eine dauerlauffähige Mini-KWK-Pilotanlage mit einer elektrischen Leistung von 5 kWel aufgebaut und in Betrieb genommen werden, um diese im zweiten Schritt - in einem Biomasseheizkraftwerk mit verschiedenen biogenen Brennstoffen (Restkohlenstoff aus Vergasungsanlagen, Gärreste, Heu etc.) im Rahmen eines Feldtests mit einem 5 kWel Stirlingmotor der Firma Frauscher Thermal Motors zu erproben. Projektbegleitend findet neben der genehmigungsrechtlichen Betrachtung dieses Anlagenkonzepts hinsichtlich verschiedener Einsatzszenarien auch eine numerische und experimentelle Weiterentwicklung der Partikelabscheidung in Hinblick auf die Feinstaubemissionen statt.
Das Mini-KWK-System aus einem wirbelschichtgefeuerten Stirlingmotor wurde vom Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik bereits in einer Laboranlage demonstriert und es zeigt sich, dass für eine derartige Mikro-Wirbelschichtfeuerung die Anforderungen sowohl an den Bauraum als auch an die Kohlenmonoxidemissionen problemlos erfüllt werden können. Der innovative Ansatz ist dabei, dass der Wärmeübertrager des Stirlingmotors direkt in der Wirbelschicht platziert ist, wodurch die Bildung von Anbackungen und Verschlackungen am Erhitzerkopf des Stirlings, welche für das Scheitern bisheriger Konzepte verantwortlich waren, zuverlässig verhindert wird. Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist es daher, das hocheffiziente und brennstoffflexible Mini-KWK-System in den Pilot-Leistungsbereich von 5 kWel zu überführen und in einem Feldtest zu erproben. Zudem soll der große Vorteil von Wirbelschichtfeuerungen - nämlich deren Brennstoffflexibilität - erstmals auch im Leistungsbereich von Kleinfeuerungsanlagen mit biogenen Festbrennstoffen in einem Feldtest demonstriert werden um nun auch Langzeiterfahrungen zu gewinnen. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts soll daher im ersten Schritt - eine dauerlauffähige Mini-KWK-Pilotanlage mit einer elektrischen Leistung von 5 kWel aufgebaut und in Betrieb genommen werden, um diese im zweiten Schritt - in einem Biomasseheizkraftwerk mit verschiedenen biogenen Brennstoffen (Restkohlenstoff aus Vergasungsanlagen, Gärreste, Heu etc.) im Rahmen eines Feldtests mit einem 5 kWel Stirlingmotor der Firma Frauscher Thermal Motors zu erproben. Projektbegleitend findet neben der genehmigungsrechtlichen Betrachtung dieses Anlagenkonzepts hinsichtlich verschiedener Einsatzszenarien auch eine numerische und experimentelle Weiterentwicklung der Partikelabscheidung in Hinblick auf die Feinstaubemissionen statt.
Die SOLO Kleinmotoren GmbH beschaeftigt sich seit einigen Jahren mit der Entwicklung eines Stirlingmotors mit 9 kW elektrischer Leistung fuer den Einsatz in kleinen Blockheizkraftwerken und in Dish/Stirling-Solarkraftwerken. Damit sollen besonders lange, wartungsfreie Laufzeiten erreicht werden. Weiter kann mit der Stirlingtechnologie ein sehr niedriges Niveau von Schadstoffemissionen realisiert werden. Mittlerweile konnten mit 5 Stirlingmotor-BHKW's in einem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gefoerderten Feldversuch ueber 25.000 h Laufzeit (Stand Oktober 1997) akkumuliert werden. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass auch mit BHKW's kleiner Leistung ein wirtschaftlicher Betrieb moeglich ist. Nach Abschluss des Feldversuches soll die Serienfertigung des SOLO Stirling 161 aufgenommen werden. Nach erfolgreicher Einfuehrung der gasgefeuerten Version sollen auch Stirling-BHKW's fuer den Einsatz mit Holz-, Bio- und Deponiegas angeboten werden, Pilotversuche dazu sind in der Vorbereitung.
Die Motortechnik ermoeglicht Kompaktgeraete aehnlich der Technik der Blockheizkraftwerke, allerdings mit einem wesentlich weiteren Spektrum an einsetzbaren Energietraegern (feste, fluessige und gasfoermige). Die Fa Ecker moechte zunaechst eine funktions- und ausbaufaehige Grundeinheit mit 20 kW elektrischer Leistung zur Nutzung von Biogasen erstellen. Hierzu ist insbesondere die Auswahl eines geeigneten Erhitzerkopfes sowie die Anpassung des Brenners an das Verbrennungsgas notwendig. Der Brenner und die Waermetauscher machen derzeit 50 Prozent der Gesamtkosten moderner Stirlingmotoren aus. Daher ist ein Hauptaugenmerk auf ein moeglichst gutes Preis/Leistungsverhaeltnis zu richten. In einer Weiterentwicklung soll dann die Schaffung einer Verbrennungseinheit zur Nutzung von festen Brennstoffen sowie in Kooperationsarbeit die Realisierung einer Solaranwendung ermoeglicht werden.
Bei der Firma WS Waermeprozesstechnik GmbH wurde ein neues Verbrennungsverfahren, die 'Flammlose Oxidation' (FLOX: eingetragenes Warenzeichen) entwickelt, bei der durch stroemungstechnische Massnahmen die thermische NO-Bildung auch bei hoechster Luftvorwaermung nahezu vollstaendig unterdrueckt werden kann. Mit diesem Vorhaben soll erreicht werden, dass dieser neueste Stand der Technik im Bereich der Brennertechnologie auch fuer Stirling-BHKW's nutzbar wird. Schwerpunkte einer solchen Entwicklung sind dabei: Die Anpassung des Brennraumes an stirlingspezifische Anforderungen. Der Brennraum und der Stirling-Erhitzer muessen speziell auf den FLOX-Brenner abgestimmt werden. Nur dann kann ein effizienter, schadstoffarmer Betrieb gewaehrleistet werden. Eine kompakte und gewichtsreduzierte Bauweise des Brenners. Bei huettentechnischen Anwendungen steht wegen der rauhen Bedingungen eine robuste Bauweise im Vordergrund. Die bislang ausgefuehrten Brenner und Waermetauscher sind aus diesem Grund zu gross und schwer. Ziel der Entwicklung ist ein Brennersystem mit regenerativem Waermetausch,er bei dem die Abgasemission von Stirlingmotoren auf NOx kleiner als 50 ppm und CO kleiner als 10 ppm gesenkt werden koennen. Der feuerungstechnische Wirkungsgrad soll dabei mindestens 85 Prozent betragen.
Am Beispiel von Schleifmaschinen soll mit Hilfe einer neuartigen Stirling-Maschine bisher ungenutzte Maschinenabwärme rekuperiert werden. Hierfür wird ein entsprechender Versuchsträger erarbeitet, hergestellt und im Zusammenspiel mit einer Schleifmaschine betrieben. Im Ergebnis wird eine Einsparung von Elektroenergie für Werkzeugmaschinen von 10 Prozent durch Rückführung der Wärmeenergie in den Fertigungsprozess erwartet. Den Schwerpunkt der Arbeiten bei HEROLD bilden der Entwurf und die Konstruktion mit beispielhafter Fertigung eines Versuchsträgers. Der Anspruch besteht in der Gestaltung einer mechanischen Lösung, welche deutlich weniger als ein Prozent Reibleistung in Bezug auf den Gesamtwirkungsgrad beim Betrieb benötigt. Weiterhin müssen Mechanismen erarbeitet werden, welche der diskontinuierlichen Bewegung des Arbeitskolbens entgegenwirken, damit sich die Verdrängerplatte im Arbeitsraum nicht verkantet. Weiterhin muss der Arbeitsraum durch völlig neu zu konzipierende Einrichtung ausreichend abgedichtet werden, wobei die eingesetzten Dichtelemente möglichst keine Zunahme an Reibleistung hervorrufen sollen. Nicht zuletzt bedarf der schlagartige Bewegungsauflauf von Arbeitskolben und Verdrängerplatte einer Energiespeichereinrichtung, welche die 'Totpunkte' überbrückt. Auf der Grundlage einer neuen Fügetechnologie sollen dann die einzelnen Komponenten zu einem Stirling-Motor montiert werden, welcher schon bei Temperaturdifferenzen von 40K die Eigenreibung überwindet und mehr als 650W Leistung bereitstellt. Zur Umsetzung der geplanten Forschungsarbeiten erfolgt zuerst die Analyse des Technikstandes, um Einsatzparameter und Eigenschaften existierender Lösungen für Dicht-, Lager- und Federspeichersysteme herauszuarbeiten. Im nächsten Schritt werden alternative Lösungen erarbeitet und im Gesamtkontext bewertet. Die herausgearbeitete Vorzugslösung wird als Versuchsträger hergestellt und erprobt.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 73 |
| Europa | 6 |
| Wissenschaft | 16 |
| Zivilgesellschaft | 14 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 73 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 73 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 69 |
| Englisch | 11 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 49 |
| Webseite | 24 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 41 |
| Lebewesen und Lebensräume | 50 |
| Luft | 31 |
| Mensch und Umwelt | 73 |
| Wasser | 30 |
| Weitere | 73 |