Das Teilprojekt 'Prinzipversuche H2-Verbrennung', das in das zugehörige Verbundprojekt H2_TURB eingebettet ist, hat das Ziel zur Entwicklung von flugantriebstauglichen H2-Brennerkonzepten anhand von Prinzipversuchen bei atmosphärischen Drücken am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beizutragen. Bei Fluggasturbinen ist in besonderem Maße die Stabilität und Sicherheit in einem weiten und transienten Betriebsbereich sicherzustellen. Zudem wird ein möglichst kompakter Aufbau des Verbrennungssystems angestrebt. Der Stabilitätsbereich und die Stickoxidemissionen von flugantriebstauglichen H2-Brennerkonfigurationen sollen sowohl für typische RQL-Brennkammern (Rich-Quench-Lean) als auch für magere Brennerkonzepte mit optimiertem Vormischgrad experimentell bestimmt werden. Relevante Phänomene wie insbesondere die Position der Flamme im Quench-Modul und im Düsennahbereich (für fette und magere Bedingungen) werden mittels unter anderem laseroptischen Messverfahren detailliert analysiert. Die detaillierten Messdaten des Teilprojektes werden im Rahmen des zugehörigen Verbundprojektes genutzt, um Defizite im aktuellen Modellierungsansatz zu identifizieren und Möglichkeiten der Verbesserung hinsichtlich der Vorhersagequalität zu untersuchen. Anhand der grundlegenden Ergebnisse werden Modifikationen identifiziert, um ein emissionsarmes Brennerkonzept für Wasserstoff mit insbesondere dem Fokus auf den Retrofit bestehender Flugtriebwerke zu realisieren. Durch die Untersuchung der hier vorgeschlagenen Konzepte entsteht ein besseres Verständnis für die Nutzung von Wasserstoff in Gasturbinen - für stationäre und mobile Anwendungen. Dies erweitert die bisherigen Erfahrungen im Bereich der Wasserstoffnutzung in stationären Gasturbinen und bietet die Chance Synergien zu nutzen und dadurch die Entwicklung zu beschleunigen.
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.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen Ergebnisse von Untersuchungen der Laermentstehungsmechanismen bei Geblaesen und Verdichtern auf den Anwendungsfall der Turbine mit Kuehlluftausblasung uebertragen werden. Ziel des Vorhabens ist es, Auslegungskriterien fuer die Wahl der Kuehlluftausblasung bei gekuehlten Turbinenstufen festzulegen, die zu einer Laermminderung von Turbinen beitragen.
Gz.: C46-0522/1108/26 Am 2. Juni 2020 wurde die Planfeststellung für die Errichtung eines neuen Flusskraftwerkes "Bodemer Wehr" in Zschopau an der Zschopau, Fluss-km: 74+118, beantragt. Es ist geplant, die vorhandene Wasserkraftanlage (WKA) Bodemer Wehr stillzulegen, die derzeit als Ausleitungskraftwerk in Zschopau an der Zschopau am Fluss-km: 74,118 betrieben wird. Anstelle des Ausleitungskraftwerkes soll ein neues Flusskraftwerk errich-tet werden. Hierbei ist vorgesehen, das 6,80 m hohe Wehr weiterhin zu nutzen und unmittelbar an diesem Wehr rechtsseitig das neue Flusskraftwerk zu bauen. Der feste Wehrkörper soll umfassend instandgesetzt werden, um auch weiterhin die notwendige Standsicherheit zu gewährleisten. Der vorhandene dreiteilige Schlauchwehraufsatz des Wehres wird entfernt und stattdessen wird eine neue zweiteilige bewegliche Wehrklappe als beweglicher Aufsatz installiert. Dies geht mit einem Rückbau der beiden Trennpfeiler einher. Die Oberkante der beiden neuen Stauklappen wird auf einer Höhe von 327,29 m ü. NHN16 liegen und damit dem derzeitigen Betriebsstauziel des Ausleitungskraftwerkes entsprechen. Im Zuge der Errichtung des neuen Flusskraftwerkes sollen im unmittelbaren Wehrbereich eine Fischaufstiegsanlage und eine Fischabstiegsanlage zur Sicherstellung der gewässerökologischen Durchgängigkeit sowie ein neuer Horizontalrechen als Fischschutzmaßnahme entstehen. Benennung der vorgesehenen Maßnahmen: - Instandsetzung der bestehenden Wehranlage einschließlich des Umbaus des Wehraufsatzes von einem dreifeldrigen Schlauchwehr in ein zweifeldriges Klappenwehr unter Beibehaltung des Betriebsstauzieles von 327,29 m ü. NHN16 und eines Maximalstauzieles von 327,39 m ü. NHN16, - Errichtung eines neuen rechtsseitigen Flusskraftwerkes in einem neuen Turbinenhaus (zwei vertikale Kaplan-Turbinen) unter Beibehaltung der Ableitmenge von 15 m³/s unmittelbar am Wehr, - Neubau einer rechtsseitigen Fischaufstiegsanlage in Form eines Schlitzpasses mit einer Dotationsmenge mit Q30 = 880 l/s und Q330 = 950 l/s, - Neubau einer rechtsseitigen Fischabstiegsanlage mit einer Beaufschlagung von insgesamt 448 l/s, - Einbau einer neuen Horizontalrechenanlage mit 15 mm lichter Stabweite, - Ausbau der vorhandenen Anlagentechnik im Turbinenhaus des – derzeit noch – bestehenden Ausleitungskraftwerkes (Stahlwasserbau mit Feinrechen und Schützen, Maschinentechnik mit Turbinen und Hydraulikanlagen, Elektrotechnik mit Generatoren, Schaltschränken und Transformator), Rückbau des Turbinenhauses über Geländeoberkante und Verfüllung seines Tiefgeschosses, - flussseitige Zumauerung des Freifluterkanals am alten Turbinenhaus, Verplombung der beiden Turbinenauslässe mit Beton, - Verfüllung des Obergrabens des bestehenden Ausleitungskraftwerkes, - Verlegung des Tischauer Baches im Mündungsbereich zur Zschopau auf einer Länge von ca. 15 m in einen rechten Seitenarm der Zschopau, - Umfassende Instandhaltung des Bodemer-Wehres: o Verfüllung lokaler Unterspülungen zwischen Fels und Gründungssohle Wehr mit Beton, o Vertikale Bauwerksinjektion mit hydraulischen Bindemitteln zur Abdichtung des Wehrkörpers, o Mauerfugensanierung und Ersatz fehlender Steine, o Dauerhafter Verschluss der beiden Grundablässe im Wehr mit Beton, o Vertikale Verankerung des Wehrkörpers mittels Zugpfählen gegen den Felsuntergrund.
Der Status quo in der Regelung von Windparks ist die Maximierung des Ertrags. Dies liegt einerseits an einer festen Einspeisevergütung nach EEG für Windparks in den ersten Betriebsjahren, zum anderen existieren keine zertifizierten Regler, die einen Betrieb bspw. in Abhängigkeit der ertragenen Lasten von Windenergieanlagen (WEA) zulassen. In diesem Projekt baut das IWES eine Echtzeitsimulation für Windparks auf, sodass die Windparkregelung effizient angepasst werden kann, dass ein Optimum aus Betriebslasten und Ertrag zu erzielt wird. Die Echtzeitsimulation erlaubt es hierbei, ohne Eingriff in einen realen Park, die Funktionsweise der Regelung zu testen und somit bspw. den Einfluss von 'Wake-Steering' oder Abregelung der Leistung einzelner WEA zu untersuchen. Hierbei wird durch die Echtzeitsimulation auch ein Abschätzen der bereits ertragenen Lasten eines Windparks ermöglicht. Dadurch kann der Betrieb der Turbinen so angepasst werden, dass stärker belastete WEA durch Lastreduzierung geschont und schwachbelastete WEA durch eine erhöhte Ertragsvorgabe mehr belastet werden. Hierbei kann durch die Echtzeitsimulation vom IWES dynamisch auf sich ändernde Umgebungsbedingungen des Windparks reagiert und ein Windparkregler getestet werden. Somit wird durch den digitalen Windparkzwilling ein Optimum aus Lasten und Ertrag ermöglicht.
Der Status quo in der Regelung von Windparks ist die Maximierung des Ertrags. Dies liegt einerseits an einer festen Einspeisevergütung nach EEG für Windparks in den ersten Betriebsjahren, zum anderen existieren keine zertifizierten Regler, die einen Betrieb bspw. in Abhängigkeit der ertragenen Lasten von Windenergieanlagen (WEA) zulassen. In diesem Projekt baut das IWES eine Echtzeitsimulation für Windparks auf, sodass die Windparkregelung effizient angepasst werden kann, dass ein Optimum aus Betriebslasten und Ertrag zu erzielt wird. Die Echtzeitsimulation erlaubt es hierbei, ohne Eingriff in einen realen Park, die Funktionsweise der Regelung zu testen und somit bspw. den Einfluss von 'Wake-Steering' oder Abregelung der Leistung einzelner WEA zu untersuchen. Hierbei wird durch die Echtzeitsimulation auch ein Abschätzen der bereits ertragenen Lasten eines Windparks ermöglicht. Dadurch kann der Betrieb der Turbinen so angepasst werden, dass stärker belastete WEA durch Lastreduzierung geschont und schwachbelastete WEA durch eine erhöhte Ertragsvorgabe mehr belastet werden. Hierbei kann durch die Echtzeitsimulation vom IWES dynamisch auf sich ändernde Umgebungsbedingungen des Windparks reagiert und ein Windparkregler getestet werden. Somit wird durch den digitalen Windparkzwilling ein Optimum aus Lasten und Ertrag ermöglicht.
Für die Nutzung von Wasserstoff in Luftfahrttriebwerken gibt es bisher keine geeigneten Brennkammerkonzepte. Der ASt untersucht das Verhalten einer neu konzipierten flugtriebwerks-tauglichen Düse zur direkten Wasserstoff (H2)-Verbrennung in einer Rich-Quench-Lean (RQL)-Brennkammer unter Hochdruckbedingungen und adressiert dabei auch den Einfluss der Wasserdampfinjektion auf das Betriebsverhalten. Die neue Technologie kann auch für stationäre Gasturbinen in der Energie eingesetzt werden. Dieses Projekt konzentriert sich darauf, eine erste Antwort auf die Frage zu liefern, ob eine Wasserstoffnutzung in typischen RQL-Brennkammern von modernen Turbofan-Triebwerken sinnvoll möglich ist. Der Ansatz dieses Projekts ist es, möglichst nah an bestehenden Brennkammerkonzepten zu bleiben; dadurch wird ein Retrofit möglich. Der im Verbund entwickelte Injektor wird dabei an die Versuchshardware des DLR-Hochdruckprüfstands adaptiert und die Eindüsung von Wasserdampf in den Versuchsträger implementiert. Mittels konventioneller, optischer und laserbasierter Messmethoden wird das Brennerverhalten im angestrebten Betriebsbereich grundlegend sowie detailliert charakterisiert. Diese Charakterisierung erfolgt sowohl für die reine Wasserstoffnutzung als auch für die zusätzliche Dampfinjektion mittels Abgassensorik, Druckpulsationssonden und wissenschaftlichen Kameras zur Ermittlung von Lage, Form und Ausdehnung der Flammenreaktion. Die Messergebnisse dienen der Identifikation und dem Verständnis der dominierenden Prozesse der H2-Hochdruckverbrennung sowie als Validierungsdaten für industrielle Entwicklungstools.
Zunächst soll ein H2 (Wasserstoff)-Prinzipversuch bei atmosphärischem Druck mit einer Wasserstoff tauglichen Düse in Kombination mit einem modular aufgebauten Brennkammerdesign durchgeführt werden. Darauf aufbauend wird eine geeignete Düse für gasförmigen Wasserstoff abgeleitet und in eine Modellbrennkammer integriert. Diese Brennkammer wird in wichtigen Betriebspunkten experimentell vermessen und numerischen Ergebnissen gegenübergestellt. Mit dem innovativen WET-Konzept (Turbofan-Flugtriebwerk mit Wassereinspritzung und - Rückgewinnung) wurde bereits ein neuartiges Antriebskonzept mit hohem Potenzial zur Reduktion der Klimawirkung des Fliegens vorgestellt. Das Konzept soll mit einer H2-Verbrennung kombiniert werden (H2-WET), um die Emissionen nochmals deutlich abzusenken. Im Fokus stehen hier Experimente mit H2-Verbrennung und Wassereinspritzung sowie konzeptionelle und numerische Aufgaben.
Zunächst soll ein H2 (Wasserstoff)-Prinzipversuch bei atmosphärischem Druck mit einer Wasserstoff tauglichen Düse in Kombination mit einem modular aufgebauten Brennkammerdesign durchgeführt werden. Darauf aufbauend wird eine geeignete Düse für gasförmigen Wasserstoff abgeleitet und in eine Modellbrennkammer integriert. Diese Brennkammer wird in wichtigen Betriebspunkten experimentell vermessen und numerischen Ergebnissen gegenübergestellt. Mit dem innovativen WET-Konzept (Turbofan-Flugtriebwerk mit Wassereinspritzung und - Rückgewinnung) wurde bereits ein neuartiges Antriebskonzept mit hohem Potenzial zur Reduktion der Klimawirkung des Fliegens vorgestellt. Das Konzept soll mit einer H2-Verbrennung kombiniert werden (H2-WET), um die Emissionen nochmals deutlich abzusenken. Im Fokus stehen hier Experimente mit H2-Verbrennung und Wassereinspritzung sowie konzeptionelle und numerische Aufgaben.
In diesem Arbeitspaket soll ein spezifisches Bohrlochmesssystem entwickelt werden, mit welchem der Erfolg des DEEP MTD Verfahrens in der Tiefbohrung Mauerstetten gemessen werden soll, welches aber auch in anderen geothermischen Explorationsbohrungen eingesetzt werden kann. Die Solexperts GmbH wird zusammen mit der Solexperts AG im Unterauftrag dieses Bohrlochmesssystem für hydraulische In-Situ Versuche entwickeln, herstellen und testen. Die Messergebnisse in der Bohrung dienen als Grundlage der weiteren Verbesserung des MTD Verfahrens und liefern einen wertvollen Beitrag für das hydrogeologische Modell. Die Entwicklung umfasst eine elektrische downhole Steuerung (EHVU), downhole Ventile (SIT), eine Datenübertragung und Telemetrie, sowie ein System für die abschnittsweise Abdichtung von Bohrlochabschnitten (Doppelpackereinheit). Das System muss die Randbedingungen der etwa 4000 m tiefen Bohrung in Mauerstetten erfüllen (ca. 125 Grad C). Die unterbeauftragte Solexperts AG besitzt schon eine Systemdesignstudie (Bearbeitungszeit von ca. 1.5 Jahre) welches sie im Falle einer Förderung kostenneutral in das Projekt einbringen wird. Diese Studie umfasst das Gesamtsystem (kleinere Anpassungen sind pendent) und ein Grobdesign für die EHVU. Die zur Versuchsdurchführung nötige Mess- und Steuereinheit (EHVU) und der dazugehörende Downhole-Ventilblock (SIT) bilden das innovative Herzstück des Messsystems und befinden sich über der Doppelpackereinheit. Die EHVU und das SIT müssen noch entwickelt werden (Aufgabe Solexperts GmbH). Die Solexperts AG entwickelt das Gesamtsystem und baut den Protottyp. Die einzelnen Komponenten, sowie den Prototyp des Gesamtsystems wird die Solexperts GmbH im Autoklav in Bochum unter realistischen in-Situ Randbedingungen testen. Die Feldarbeit in Mauerstetten wird von beiden Firmen gemeinsam durchgeführt werden.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 284 |
| Land | 54 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 2 |
| Ereignis | 7 |
| Förderprogramm | 222 |
| Lehrmaterial | 1 |
| Text | 59 |
| Umweltprüfung | 36 |
| unbekannt | 10 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 84 |
| offen | 230 |
| unbekannt | 23 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 337 |
| Englisch | 43 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 21 |
| Bild | 2 |
| Datei | 27 |
| Dokument | 63 |
| Keine | 149 |
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| Webseite | 129 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 169 |
| Lebewesen und Lebensräume | 164 |
| Luft | 145 |
| Mensch und Umwelt | 337 |
| Wasser | 162 |
| Weitere | 300 |