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

Mit dem Projektantrag soll das KnowHow für ein katalytisches System für die effektive Nachoxidation von Restgasen aus Brennstoffzellenumsetzungen und schwankenden Schwachgasströmen mit hohem Wasserdampfanteil entwickelt werden. Eine solche Nachoxidation soll unter Druckaufladung bei bis 5bar und bei hohen Eintrittstemperaturen arbeiten können. Insbesondere Brennstoffumsatz und Enthalpieproduktion sollen zur Effizienzsteigerung eines nachgeschalteten Energiewandlers (z.B. Turbine) optimiert werden. Dies ist vor allem durch die Optimierung und Steigerung der Regelbarkeit des Nachoxidationsverfahrens zu erreichen. Insgesamt soll ein Auslegungsverfahren für ein flexibles Nachoxidationssystem entwickelt werden, das in der Realisierung eines Technologiedemonstrators mündet.

Mittelgeber: ILB
Laufzeit: 01.01.2020 - 30.06.2022 ; Förderkennzeichen: ILB-STAF-Vorhaben Nr. 85036698

Schlussbericht ist in Bearbeitung

Zur Lagerung hochtourig drehender, leichter Wellen bieten sich aerodynamische Lager an, da aufgrund der geringen Viskosität des gasförmigen Schmiermediums nur geringe Reibungsverluste entstehen. Bei extremen Betriebsbedingungen (sehr niedrige oder sehr hohe Temperaturen) oder hohen Anforderungen an Luftreinheit bzw. Ölfreiheit sind oft nur Luftlager möglich (z.B. Luftverdichter, Kühlturbinen). Ziel des Projekts „Folienlager II“ bestand im Wesentlichen darin die Tools aus vorhergehenden Forschungsprojekten (u.a. „Folienlager I“) zur Berechnung einzelner Lagerbauarten in einem Gesamttool zusammenzufassen, auf weitere Lagerbauformen zu erweitern und anhand experimenteller Untersuchungen für den wichtigen Bereich der Folienlager, speziell Bumptype und Leaf-type Folienlager zu validieren.

Zur Validierung der Tools wurden Prüfstände für die Anfahr- und Hochgeschwindigkeitsversuche, zur Messung der Dynamikkoeffizienten und Reibmomente, zur Messung der Impedanz des radialen Leaf-type und Bump-type Folienlagers sowie zur Messung der Tragfähigkeit axialer Bump-type Folienlager aufgebaut. Die Berechnungstools konnten anhand von Literaturwerten und der Messungen an den genannten Prüfständen im Wesentlichen validiert werden.

Mittelgeber: AiF
Laufzeit: 01.03.2017 - 31.08.2019 ; Förderkennzeichen: IGF-Vorhaben Nr. 19385 BG

Mittelgeber: Investitionsbank des Landes Brandenburg - StaF-Richtlinie (EFRE)
Laufzeit: 01.01.2016 - 30.06.2019

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.

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

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

Mittelgeber: Investitionsbank des Landes Brandenburg - Große Richtlinie (EFRE)
Laufzeit: 01.01.2010 – 30.06.2013

Projektziel ist die Entwicklung einer wirkungsgrad-optimierten Lösung für KWK–Anlagen auf Basis von Mikrogasturbinen zur bedarfsgerechten und betriebswirtschaftlich rentablen Erzeugung von Strom und Wärme aus EE. Das Projekt wird in enger Kooperation mit der Firma BBS Bilfinger Berger realisiert. Die Entwicklung und Optimierung der Anlagentechnik für ein Klein-BHKW mit MikroGasturbinen-Technik hinsichtlich Brennstoffausnutzungsgrad und Emissionen bei variablem Brennstoffeinsatz stellt die allgemeine Aufgabenstellung dar. In diesem Forschungsvorhaben ist ein Kreisprozess mit Rekuperator vorgesehen. Ergebnis der FuE-Arbeiten soll die Schaffung der nächsten Generation von hochintegrierten Mikrogasturbinen sein. Schwerpunkt des Vorhabens ist der ständige Rückfluss von Betriebsergebnissen aus der praxisnahen Erprobung der Pilotanlage und der Ergebnisse der Versuche und Untersuchungen der Komponenten auf dem Laborprüfstand als Grundlage für die Weiterentwicklung der Komponenten und die Optimierung des Gesamtsystems. Unter praxisnahen Bedingungen wird ein Prototyp entwickelt und das Konzept der Markteinführung vorbereitet. Neuartig ist unter anderem der Ansatz, die wichtigsten Komponenten so zu konzipieren, dass ein breiter Betriebsbereich optimal abgedeckt werden kann. Im Rahmen des FuE- Projektes sollen die Versuchsreihen für die Laboruntersuchungen und für die Tests an der Pilotanlage so modifiziert werden, dass die Anlage mit weitem Last-Regelbereich wirtschaftlich läuft, die erforderliche Regeldynamik erreicht wird und eine technisch wirkungsvolle Anpassung an eine kontinuierliche Energiebereitstellung gewährleistet ist. Weiterhin soll der Einfluss schwankender Brennstoffqualität, auf die Wirtschaftlichkeit der Einzelkomponenten untersucht werden, um die Bandbreite der einsetzbaren Brennstoffe zu ermitteln und Lösungen für stabileres Betriebsverhalten der Komponenten zu entwickeln und zu testen.