aktuelle Projekte

Entwicklung eines extern befeuerten Mikrogasturbinen-Systems zur dezentralen Energiewandlung (EFGT)

Mittelgeber: Investitionsbank des Landes Brandenburg - ProFIT-Richtlinie (EFRE)
Laufzeit: 01.12.2016 - 31.07.2018
Kooperationspartner: B+K GmbH

Schwindende Ressourcen fossiler Energieträger und strengere Restriktionen hinsichtlich Umweltbelastung erfordern zunehmend einen Wechsel auf alternative Energiewandlungskonzepte und Brennstoffe. Diesen Umständen trägt das Prinzip der dezentralen Energieerzeugung Rechnung und stellt daher einen stetig wachsenden Zukunftsmarkt dar. Weiterhin müssen bisher ungenutzte oder unzureichend verwertete Stoffströme wirtschaftlich nutzbar werden, um eine Entkoppelung von herkömmlichen Energieträgern zu erreichen. Die Energiegewinnung aus alternativen Brennstoffen steht somit im Fokus. Diese Brennstoffe bestehen aus Abfällen wie biogenen Reststoffen, bspw. Holz-Feststoffen, die durch herkömmliche Verbrennungskraftmaschinen nur mit erheblichem technischem Aufwand zu Strom gewandelt werden können und bisher teilweise kostenpflichtig entsorgt bzw. kompostiert werden müssen. Aber auch Schwachgase, wie Deponiegase mit einer Untergrenze von 10 Vol.-% Methan (CH4), welche nicht in herkömmlichen Gasmotoren verwertet werden können und bisher größtenteils unwirtschaftlich abgefackelt werden, stellen einen in der Anlage nutzbaren Brennstoff dar.
Hier setzt das geplante Vorhaben „Entwicklung eines extern befeuerten Mikrogastur-binen-Systems zur dezentralen Energiewandlung“ (Externally Fired Gas Turbine, kurz EFGT) an. Es sieht die Verwendung von Sekundärbrennstoffen (Hidden Fuels) zur Aktivierung bisher ungenutzter Energiepotentiale vor und beruht auf einer exter-nen Verbrennung der Reststoffe und einer Mikrogasturbine (MGT) zur Energiewandlung. Das Konzept beinhaltet die Verwertung von Reststoffen als Brennstoff in einer stromerzeugenden Energiewandlungsanlage und somit die Erweiterung der bishergen rein thermischen Ausnutzung dieser Stoffe um die elektrische Verwertung.

In dem Kooperationsprojekt befasst sich der Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen mit:

  • der thermodynamischen Exergieanalyse und Optimierung des Prozesses
  • Unterstützung des Kooperationspartners bei der Konstruktion und bei praktischen Komponentenuntersuchungen
  • Betrachtung der Prozessfluidentnahme und -zugabe zur Spezifizierung und Optimierung des Gesamtprozesses
  • Betrachtung weiterer Optionen des externen Wärmeeintrags
  • Unterstützung des Kooperationspartners bei der Erarbeitung eines Steuersystems
Entwicklung hocheffizienter, hybrider Energiewandler aus Festoxidbrennstoffzellen und Mikrogasturbinensystemen (MAXEFF)

Mittelgeber: Investitionsbank des Landes Brandenburg - StaF-Richtlinie (EFRE)
Laufzeit: 01.01.2016 - 31.12.2018

Ziel des Projekts ist die Stärkung der technologischen und anwendungsnahen Forschung an der BTU Cottbus-Senftenberg mittels Entwicklung hocheffizienter, hybrider Energiewandler aus Festoxidbrennstoffzellen und Mikrogasturbinensystemen.
Es sollen Kompetenzen in Bezug auf diese Technologie vertieft und erweitert und neues Wissen hinsichtlich der Verwendung und Kombination der Systeme generiert werden. Hierzu soll im ersten Schritt das Betriebsverhalten von SOFC-Stacks bei hohem Druck, hohen Temperaturen sowie unterschiedlichen Brennstoffen mittels Simulationen und Versuchen an einem Versuchsstand untersucht werden. Anschließend sollen die Kombinationsmöglichkeiten von SOFC- und MGT-Technologien auch hinsichtlich der katalytischen Nachverbrennung des Restbrennstoffs untersucht werden.

Versuchsinfrastruktur für Untersuchungen an aerodynamischen Luftlagern

Mittelgeber: Investitionsbank des Landes Brandenburg - InfraFEI-Richtlinie / Geräteinvestitionen an staatlichen Hochschulen
Laufzeit: 01.02.2016 - 31.09.2018

 

Dieses Projekt dient der Finanzierung von gerätetechnischer Ausstattung, die es erlauben wird, experimentelle Untersuchungen zur Weiterentwicklung aerodynamischer Luftlager auf höchstem Niveau anzustellen.

Kleine und kleinste Gasturbinen gewinnen zunehmend an Bedeutung als stationärer Energiewandler für dezentrale KWK-Anwendungen (Mikrogasturbinen-BHKW). Eine Schlüsseltechnologie dieser Maschinen ist der Einsatz von schmiermittel- und verschleißfreien aerodynamischen Luftlagern. Der Nachteil dieser Lager ist die niedrige Viskosität des Schmiermediums Luft im Vergleich zu Öl. Bei gegebener Lagerlast stellen sich sehr kleine Schmierspalthöhen ein (weniger als 5 Mikrometer), was zu einer hohen Empfindlichkeit gegenüber thermischen und elastischen Verformungen der Welle relativ zur Lagerbohrung führt. Es werden höchste Ansprüche an den exakten Aufbau sowie einzuhaltende Fertigungs- und Justagetoleranzen bei experimentellen Untersuchungen der Lagereigenschaftens gestellt. 

Zur Ermittlung von Auslegungsgrundlagen und Erstellung von Berechnungstools  für die sichere Lagerauslegung ist die experimentelle Validierung von Lagerprototypen von hoher Bedeutung. Mittels dieses Projektes verbessern wir unsere experimentellen Möglichkeiten in folgenden Bereichen:

- Präzision in der Bestimmung geometrischer Merkmale

- Wuchtgüte des Versuchsrotors

- Genaue Messung des Lagerreibmomentes

- Phasenwinkelgenaue Auflösung aller Messwerte

Aero Engine Technologie, Developement & Maintenance (DAAD II)

Mittelgeber: DAAD
Laufzeit: 01.01.2015 - 31.12.2018