2024-12-01  –  2027-11-30

1.026.526,42 EUR

Hochschule Darmstadt, Darmstadt, Hessen

03EE5171C

Rückverstromung von Wasserstoff und erneuerbaren Gasen/Brennstoffen - Turbinen [EA1704]

01258499/1  –  MiHyT - Entwicklung einer Mikro-Hybrid-Gas/ORC-Turbine

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE.IIC2)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Mikrogasturbinen bestehen meist aus einem einstufigen Radialverdichter und einer einstufigen Turbine, die auf einer Welle mit einem Generator gekoppelt sind. Gaswärmetauscher werden zur Wirkungsgradsteigerung eingesetzt. Die Turbineneintrittstemperaturen liegen derzeit bei ca. 1050 °C. Der Wirkungsgrad ist im Wesentlichen durch die thermische Belastbarkeit der hochwarmfesten Nickelbasislegierungen bestimmt. Mikrogasturbinen werden meist als Blockheizkraftwerk, in Biogasanlagen oder zeitlich befristet zur lokalen Stromversorgung verwendet, da sie sehr kompakt und leicht zu transportieren sind. Gegenüber Gasmotoren weisen Gasturbinen einen deutlich niedrigeren Wirkungsgrad in der Stromerzeugung auf, bieten aber deutlich geringere Emissionen und Wartungskosten. Ziel des Teilvorhabens an der Hochschule Darmstadt ist die Entwicklung und der Aufbau einer Mikrohybridturbine (MiHyT) - einer Kombination aus Mikrogas- und ORC-Turbine. Ähnlich einer klassischen Gasturbine soll dabei die restliche Abgasenergie der Mikrogasturbine in einem direkt gekoppelten Prozess an ein Medium übergeben werden, dass bei niedrigen Temperaturen verdampft. Dieses Medium soll in einem nachgeschalteten Prozess mittels einer Turbine expandiert werden, die direkt auf der Gasturbinenwelle eingekoppelt ist. Zur Durchführung des Projekts im Forschungsverbund möchte die Hochschule Darmstadt den Prototypen dieses Konzepts beisteuern. Die Mikrohybridturbine (MiHyT) verspricht im Vergleich zum Gasmotor deutlich höhere Wirkungsgrade und kann damit ein wesentlicher Bestandteil einer nachhaltigen und dezentralen Stromversorgung werden. Dabei kann eine Vielzahl von Treibstoffen verwertet werden wie z.B. Biogase, Schwachgase, Industrieabgase, Deponiegase, Ammoniak oder Wasserstoff. Neben Materialforschung durch die Verwendung keramischer und faser-keramischer Bauteile und dem Einsatz von Hochtemperaturlegierungen umfasst das Thema u.a. die Bereiche Verbrennungs- und Kraftwerkstechnik sowie Energiewirtschaft.