2024-04-01  –  2027-03-31

605.446,59 EUR

Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf e. V. - Institut für Fluiddynamik, Dresden, Sachsen

03EE5157H

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Sonstige Systeme [EA1324]

01256140/1  –  ESCO - Design und Betriebsverhalten von Energieanlagen mit überkritischem Kohlendioxid (sCO2) als Arbeitsfluid

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Die übergreifende Zielstellung des Vorhabens ESCO ist die grundlegende technische Konzeption von Systemen und Komponenten von sCO2-Kreisläufen. Das Teilvorhaben nutzt die im Vorgängerprojekt CARBOSOLA am HZDR errichtete Versuchsanlage. Die wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele sind die Folgenden: 1.) Entwicklung, Fertigung und Erprobung neuartiger und kompakter Wärmeübertrager durch 3D-topologische Methoden und additive Fertigung. Das HZDR modelliert und optimiert den kompakten Wärmeübertrager und der Projektpartner Kelvion prüft die mechanische Integrität und fertigt die Komponente. Der gefertigte Wärmeübertrager wird anschließend ans HZDR geliefert und im sCO2-Kreislauf experimentell untersucht. 2.) Um die fluktuierende Einspeisung von erneuerbaren Energiequellen auszugleichen, wird ein thermischer Energiespeicher in die Versuchsanalage am HZDR integriert und untersucht. Hierfür erstellt das HZDR ein Konzept des Speichers sowie ein Design der einzelnen Speicherelemente. Der Projektpartner Keramik-Institut entwickelt eine Fertigungsprozedur, um die Speicherelemente herzustellen. Die finale Konstruktion wird am HZDR errichtet und erprobt. 3.) Um den dynamischen Betrieb sowie An- und Abfahrvorgänge von sCO2-Versuchsanlagen optimal zu realisieren, werden Systemmodelle entwickelt und verschiedene Methoden zur Prozessregelung analysiert. Mittels dieser Modelle werden sowohl die günstigsten Prozesse identifiziert als auch diese Modelle selbst durch Versuchsanlage validiert. 4.) Nutzung der am HZDR errichteten sCO2 Versuchsanlage und Infrastruktur zur Qualifizierung von Strömungsmesstechnik und Materialien. Hierfür werden Versuchskampagnen durchgeführt, um die von den Projektpartnern SICK und Teletronic neu entwickelte Volumenstrommesstechnik und Zweiphasenmesstechnik zu erproben. Weiterhin werden Proben von Materialien der Versuchspartner unter anwendungsnahen Bedingungen untersucht.