Verbundvorhaben: FlexGen - Innovationen zur Entwicklung von Turbogeneratoren zur Unterstützung der Energiewende; Teilvorhaben: Entwicklung von thermomechanischen Simulationsmodellen für die virtuelle Optimierung der Werkstoffe von Generatorkomponenten
Zeitraum
2017-04-01 – 2021-03-31
Bewilligte Summe
214.074,86 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET7087E
Leistungsplansystematik
Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Kraftwerke mit Null Emissionen [EA1325]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)
Förderprogramm
Energie
Durch den verstärkten Einsatz regenerativer Energiequellen entstehen neue Anforderungen an konventionelle Kraftwerke, da z.B. Sonnenstunden und Windstärke natürlichen Schwankungen unterworfen sind. Insbesondere im Bereich des Grundlastausgleichs kommt es dadurch zu einer erhöhten Wechselbelastung der Kraftwerke. Die derzeitig eingesetzten Werkstoffe sind ursprünglich nicht für diese neuen Anforderungen ausgelegt, so dass hier dringender Handlungsbedarf steht, um die Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Deutschland zu sichern. Das übergeordnete Ziel dieses Teilprojekts ist daher die computergestützte Entwicklung und Optimierung von neuartigen Verbundwerkstoffen für Generatorkomponenten mit besonderem Fokus auf gute festigkeits- sowie lebensdauerrelevante Eigenschaften. Die Methodik lässt sich wie folgt zusammenfassen. Die Mikrostruktur (z.B. Fasern oder Partikel, welche in einem Harz eingebettet sind) des zu entwickelnden Verbundwerkstoffs wird zunächst in Simulationsmodellen in ihrer Geometrie und den Materialeigenschaften der Grundwerkstoffe abgebildet. Ziel ist dabei, die Gesamteigenschaften (z.B. Steifigkeit, Festigkeit, thermische Leitfähigkeit) des Verbundwerkstoffes auf Bauteilebene vergleichsweise schnell und kostengünstig für unterschiedliche Mikrostrukturen und Belastungszustände computergestützt abzuschätzen und zu optimieren. Dies zielt auf eine erhöhte Lebensdauer der Generatorkomponenten und damit auf eine erhöhte Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit des Industriestandorts Deutschland ab. 1. Aufbau der Simulationsmodelle für das Isolationssystem 2. Bestimmung der Materialparameter für das Isolationssystem 3. Charakterisierung des mikrostrukturellen Einflusses und Optimierung des Verbundwerkstoffs für das Isolationssystem 4. Aufbau des Simulationsmodells für die Läuferkappe 5. Bestimmung der Materialparameter für die Läuferkappe 6. Charakterisierung des mikrostrukturellen Einflusses und Optimierung des Verbundwerkstoffs für die Läuferkappe
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