2017-01-01  –  2021-03-31

2.767.713,00 EUR

Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Verarbeitungsmaschinen und Mobile Arbeitsmaschinen - Professur für Agrarsystemtechnik, Dresden, Sachsen

03ET1427B

Sonstiges im Rahmen der geothermischen Energie [EB1619]

01172758/1  –  EnEff: Wärme KollWeb 4.0

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE4)

Energie

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Maschinensystems in Form eines Demonstrators mit dem oberflächennahe Geothermiekollektoren frei skalierbar und kostensparend gefertigt werden können. Wichtiger Schwerpunkt der Maschinenentwicklung ist die Mehrstrangverlegung bei einer Überfahrt, d.h. die sichere Ablage von bis zu 4 Rohrleitungen gleichzeitig in einer Tiefe von 2 m. Hieraus leiten sich technischer Neuerungen zum Verlegesystem ab wie z.B. die Erhöhung der verfügbaren Zugkraft (bis 200 kN) für die Verlegung bei geringer Fahrzeugeigenmasse durch intelligente Lastverlagerung und Reduzierung des Werkzeugwiderstandes im Boden. Avisiert sind 50 % Zugkrafteinsparung am Werkzeug gegenüber statischer Verdrängung. Zur Erschließung eng bebauter urbaner Flächen ist die Entwicklung einer speziellen Werkzeugführung geplant, welche kurze, definierte Aushubwege des Werkzeugs ermöglichen soll. Der gesamte Verlegeprozess wird eingebunden in eine umfangreiche Automatisierungs- und Dokumentationsstrategie. Das Vorhaben gliedert sich in folgende Arbeitsabschnitte: der Analyse und Definition der Lasten, der Erarbeitung des Hauptentwurfs des Verlegesystems mit seinen Einzelkomponenten, der Entwicklung und Auslegung der Module Trägermaschinensystem, Koppelkinematik, Bodenwerkzeug inkl. Rohrvorschubeinheit, Maschinensteuerung sowie Vermessung, der Simulation und Auslegung der WZ-Kinematik, der Entwicklung des Hydrauliksystems und dessen Steuerung, der Entwicklung von Werkzeugvarianten für die Parallelverlegung, der Entwicklung eines dynamischen Aktuatorkonzeptes auf Basis von Labor- und Feldversuchen und Konstruktion finaler Werkzeugaktuatorik, der Fertigung, Montage und Inbetriebnahme von Teilkomponenten sowie des Gesamtsystems, der Durchführung gezielter Verlegetests und Redesign. Weiterhin ist eine begleitende Gesamtverfahrensmodellierung für oberflächennahe geothermische Kollektoren mit thermodynamischer Modellbildung und Simulationen geplant.