Das Projekt "BioWasteStirling - Verstromung von biogenen Reststoffen mit einem wirbelschichtgefeuerten Stirlingmotor, Teilvorhaben: Durchführung eines Feldtests unter Einsatz biogener Reststoffe" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: SWW Wunsiedel GmbH.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 Projekt "BioWasteStirling - Verstromung von biogenen Reststoffen mit einem wirbelschichtgefeuerten Stirlingmotor, Teilvorhaben: Staubemissionen von kleinskaligen Wirbelschichtfeuerungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe, Technologie- und Förderzentrum.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 Projekt "BioWasteStirling - Verstromung von biogenen Reststoffen mit einem wirbelschichtgefeuerten Stirlingmotor, Teilvorhaben: Konstruktion und Dauerlaufverhalten von Wirbelschichtfeuerungen für die KWK mit Stirlingmotoren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Chemie- und Bioingenieurwesen, Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik.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 Projekt "Teilvorhaben 3: Simulationsrechnungen und Optimierung der Energierückgewinnung bei Werkzeugmaschinen^KMU-innovativ - Klimaschutz: Energierückgewinnung bei Werkzeugmaschinen nach dem Stirlingprinzip (EWeSt)^Teilvorhaben 4: Regelungssystem und Bohrwerksintegration, Teilvorhaben 1: Entwurf und Konstruktion der Stirling-Maschine und Verbundkoordination" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Herold Maschinenbau GmbH.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.
Das Projekt "KMU-innovativ - Klimaschutz: Energierückgewinnung bei Werkzeugmaschinen nach dem Stirlingprinzip (EWeSt), Teilvorhaben 4: Regelungssystem und Bohrwerksintegration" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: UNION Werkzeugmaschinen GmbH Chemnitz.UNION Werkzeugmaschinen GmbH verfolgt mit dem Projekt das Ziel, die Technologieführerschaft im Energieverbrauch und somit den Betriebskosten für Bohrwerke auszubauen. Mit Hilfe eines Niedertemperatur-Stirlingmotors soll eine optimal an die Fertigungsbedingungen von Bohrwerken abgestimmte Lösung erarbeitet werden, welche den Maschinenutzern einen energiearmen Betrieb ermöglicht. Durch eine Einsparung von wenigstens 12.000 kWh je Kalenderjahr im Einschichtbetrieb soll dadurch ein Maßstab innerhalb der Norm ISO 14955 gesetzt werden. Um dies zu erreichen, werden neue Herstellungstechnologien für spezielle Bauteile des Stirlingmotors entworfen, konstruiert und hergestellt, innovative Regelungsprinzipien für den Betrieb des Stirlingmotors und dessen Integration in das Bohrwerk erarbeitet sowie Steuerungskonzepte für einen kontinuierlichen Informationsaustausch mit betrieblichen Planungsinstrumenten, wie PPS-Systemen, geschaffen. Im ersten Schritt erfolgt eine Analyse des Technikstandes im Bereich Werkstoffe, neuer Fertigungsverfahren sowie der technischen Randbedingungen in Produktionsunternehmen. Darauf aufbauend werden dann Informationen hinsichtlich zeitlicher und energetischer Abhängigkeiten zusammengeführt sowie wesentliche Konzepte für die Regelung und die Bauteilfertigung erarbeitet. Weiterführend bilden die Erarbeitung und Bewertung von möglichen Gestaltungsvarianten den Tätigkeitsschwerpunkt. Abschließend erfolgt die Versuchsdurchführung im geschaffenen Versuchsfeld bei UNION Werkzeugmaschinen GmbH.
Das Projekt "KMU-innovativ - Klimaschutz: Energierückgewinnung bei Werkzeugmaschinen nach dem Stirlingprinzip (EWeSt)^Teilvorhaben 4: Regelungssystem und Bohrwerksintegration, Teilvorhaben 3: Simulationsrechnungen und Optimierung der Energierückgewinnung bei Werkzeugmaschinen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Chemnitz, Institut für Physik, Professur für Theoretische Physik, insbesondere Computerphysik.Die TU Chemnitz wird im Verbundprojekt die Modellbildung und Simulation des Niedertemperatur-Stirling-Motors übernehmen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden Untersuchungen und Simulationen über die physikalischen Abläufe in den einzelnen Schritten des realen Stirling-Kreislaufes durchgeführt. Dabei soll insbesondere auf alle wesentlichen Quellen von Dissipationen eingegangen werden. Solche Untersuchungen sind für ein grundlegendes Verständnis und Bewertung der 'EWeSt'-Technologie unentbehrlich. Auf Grundlage des Modells können dann Optimierungen diverser Leistungskriterien - wie Energieeffizienz und erbrachte Leistung - bei Variation geometrischer und regelungstechnischer Parameter durchgeführt werden. Die Ergebnisse dieser Optimierung fließen dann in die Auslegung und das Steuerungskonzept des Stirling-Motors ein. Aufbauend auf einer ausführlichen Literaturrecherche werden erste Modelle für den Niedertemperatur-Stirling-Motor aufgestellt. Nach Abstimmung der Modellparameter mit den Projektpartnern können Randbedingungen für die Simulationsrechnungen klassifiziert werden. Die Implementierung entsprechender Modellgleichungen erfolgt dann mittels geeigneter Algorithmen. Danach erfolgt eine Interpretation der Simulationsresultate mit anschließenden Abgleich mit den experimentellen Werten. Durch eine Anpassung der Modellgleichungen können eventuelle Unterschiede vermindert werden. Abschließend werden die Ergebnisse in adäquater Form dargestellt.
Das Projekt "Feinstaubarme Vergasung von Holzpellets" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden (OTH), Fakultät Maschinenbau , Umwelttechnik, Labor für erneuerbare Energiesysteme.Die Holzpellets werden in einem langgestreckten Gegenstromvergaser vergast. Der Vergaser ist so ausgelegt, dass das generierte Produktgas die Pelletschüttung durchströmt und sich dabei abkühlt. Durch den Abkühlungseffekt kondensieren Feuchtigkeit, langkettige Teere sowie dampfförmige Aschebestandteile (Salze und Oxide von Alkalielementen) aus. Das brennbare Gas, das aus der Schüttung austritt, hat nachweislich einen sehr geringen Partikelgehalt. Das bei der Verbrennung entstandene Heißgas führt in nachfolgenden Wärmeüberträgern nicht mehr zur Verschmutzung und kann somit auch in der Kraft-Wärme-Kopplung mit Stirlingmotoren genutzt werden. Das Verfahren wurde mit dem Brennstoff Biomassehackgut und durch die Anwendung eines Linearkolbenstirlingmotors der Fa. Microgen experimentell überprüft. Im Gegensatz zu Hackgut weisen Holzpellets die Eigenschaft auf, dass sie bei Einwirkung von Kondensat aufquellen. Dies führt in einem Rohrreaktor zu Blockaden. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Reaktor mit einem verschiebbaren Konus entwickelt, der im Rahmen des beantragten Vorhabens getestet werden soll. 1.) Im Rahmen des beantragten Vorhabens soll der neuartige Reaktor gefertigt und in den vorhandenen Prüfstand integriert werden. 2.) Der Prüfstand soll mit dem neuen Reaktor in Betrieb genommen werden. 3.) Es soll das zulässige Betriebskennfeld des Reaktors ermittelt werden. 4.) Durch Analysen des Feinstaubgehalts sowie der Feinstaubinhaltsstoffe im Produktgas soll der Reinigungseffekt nachgewiesen werden. 5.) Nachweis des sicheren, sowie emissionsarmen Betriebs der Anlage mit dem neuen Reaktor sowie dem Freikolbenstirlingmotor von Microgen.
Das Projekt "Weiterentwicklung und Erprobung des hybriden Dish-Stirling-Systems - SUNMACHINE" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Es wird/wurde ausgeführt durch: Eckhart Weber, Weber Solartechnik.Das System SUNMACHINE ist ein hybrides Dish-Stirling-System, das erlaubt, Strom und Wärme (bzw. Kälte) über direkte Solarstrahlung einerseits und über regenerative bzw. fossile Energieträger andererseits zu gewinnen. Das Spiegelsystem konzentriert das einfallende Sonnenlicht. Im Fokus dieses Systems erfolgt die Umwandlung der Solarenergie in elektrische Energie und nutzbare Wärmeenergie über einen Stirling-Motor. Sofern keine Solarenergie zur Verfügung steht, wird für den Stirling-Motor regenerativer oder fossiler Brennstoff als Primärenergie genutzt. Mit diesem System können energiebedingte Umwelt- und Klimabelastungen nachhaltig reduziert werden, da es zur Energieerzeugung die Solarstrahlung einerseits direkt und andererseits über regenerative Brennstoffe indirekt nutzen kann.
Das Projekt "Dezentrale energetische Biomassennutzung mit neuen Technologien (DeBiT-Projekt)" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel / Wirtschaftsministerium der Niederlande / Wirtschaftsministerium Niedersachsen / Wirtschaftsministerium Nordrhein-Westfalen. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fachhochschule Münster, Labor für Chemische Verfahrenstechnik.Die gekoppelte Energieumsetzung von Biomasse in Wärme und Strom in kleinen dezentralen Anlagen ist eine noch zu lösende Aufgabe. Eine alleinige Verbrennung zur reinen Wärmeerzeugung wird einer effizienten Energienutzung nicht gerecht. Der wertvolle Anteil in der Energie, die Exergie, muss in einer nachhaltigen Energiewirtschaft wesentlich besser als bisher genutzt werden. Bestandteil des DeBiT Projektes ist die Entwicklung einer Kraft-Wärmekopplung durch das Zusammenfassen eines neuartigen Biomasseheißgasgenerators und einer Stirlingmaschine. Diese Kraft-Wärmekopplung wird in der Lage sein, unterschiedliche Biomassen als Brennstoff zur Erzeugung von Wärme (zur Beheizung von Gebäuden, zur Trocknung etc.) und Strom zu nutzen.
Das Projekt "Forschungscampus EUREF: Energietechnische Voraussetzungen für dezentrale Erzeugung, Speicherung, Lastmanagement und Netzbetriebe^NBB, HTW" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, Fachbereich 01, Studiengang Umwelttechnik , Regenerative Energien.Bisher sind am EUREF Campus einige Erzeugungsanlagen (darunter kleine WKA, Solaranlagen, Stirling BHKW) installiert. Das Ziel des Vorhabens ist es, die installierte Leistung erneuerbarer Erzeuger so zu steigern, dass Sie bedarfsgerecht und effizient zur Eigenbedarfsdeckung beiträgt. Dazu gehört nicht nur der Strombedarf der Gebäude auf dem Campus, sondern auch die Einbindung der elektrischen Fahrzeugflotte in das Last- bzw. Energiemanagement. Die zukünftige Lösung sieht eine intelligente Regelung vor, welche die Erzeuger mit ihrem z.T. fluktuierenden Einspeiseverhalten mit den Verbrauchern so kombiniert, dass die Energieüberschüsse minimiert werden und eine Unterdeckung des Strombedarfs weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Die intelligente Anwendung von Energiespeichern, sowohl fest installiert als auch durch bidirektionale Anbindung von Elektrofahrzeugen (Vehicle to Grid), spielt bei der Realisierung eine zentrale Rolle. Im ersten Schritt wird eine messdatengestützte Simulation der Last- bzw. Erzeugungsflüsse durchgeführt, die die Grundlage für die Dimensionierung der zukünftigen Erzeuger und Energiespeicher darstellt. Auf Basis der Ergebnisse kann die Realisierung der Anlagen vorgenommen werden. Um die Funktionalität nachzuweisen und die Regelungsstrategien zu optimieren, muss anschließend ein umfassendes Energiemonitoring vorgenommen werden. Dadurch kann die Erreichung der festgelegten Ziele überprüft, sowie die getroffenen Simulationsannahmen validiert werden.
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