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Thermodynamische und Energietechnische Analyse der Einsatzmöglichkeiten von ORC-Prozessen zur Abwärmenutzung von Biogasanlagen


Veröffentlichungsart
Beitrag auf Tagung

Fakultät/Einrichtung
Natur und Technik

Verfasser
Smolen, Slawomir, Prof. Dr.-Ing.

Jahrgang
2010

Name(n), Titel

Weitere Informationen zur Veranstaltung
WASTE TO ENERGY
Die wichtigste Fachmesse und Konferenz für Energie aus Abfall und Biomasse
The most important exhibition and conference for energy from waste and biomass

Veranstaltungsort
Messe Bremen
Exhibition Center Bremen, Germany

Datum
5.- 6. Mai 2010


The most important exhibition and conference for energy from waste and biomass
Waste to Energy
Thermodynamische und Energietechnische Analyse der Einsatzmöglichkeiten von ORC-Prozessen zur Abwärmenutzung von Biogasanlagen
Prof. Dr. Slawomir Smolen, Hochschule Bremen
In vielen Blockheizkraftwerken - speziell Biogasanlagen - ist die Abwärmenutzung wegen des fehlenden Wärmebedarfs auf dem Mittel- oder Niedertemperaturniveau nicht optimal. In solchen Fällen kann die Abwärmeverstromung mittels ORC-Anlagen (Organic-Rankine-Cycle) eine effektive Maßnahme zur Effizienzsteigerung darstellen.

Im Rahmen eines bereits abgeschlossenen Forschungsvorhabens ist die Effektivität der Kraft-Wärme-Kopplung von BHKW-Anlagen mit Verbrennungsmotoren untersucht worden. Als Fortsetzung und Erweiterung dieses Projektes werden zurzeit die Einsatzmöglichkeiten des ORC-Prozesses zur Abwärmenutzung erforscht. Die dem ORC-Prozess zuzuführende Wärme kann aus zwei Abwärmequellen des Blockheizkraftwerkes entnommen
werden, und zwar aus dem Abgaswärmetauscher und aus Motorkühlungssystem (eventuell Gaskühlung in einer Biogasanlage). In den praktischen Installationen wird die Abwärme mit Hilfe eines Thermoöl-Kreislaufs dem organischen Medium im ORC-Prozess (indirekt) zugeführt.
Als Erweiterung der eigenen BHKW-Berechnungsprozedur wurde ein Verfahren und -programm entwickelt, mit dem thermodynamische und energietechnische Analyse von dem ORC-Einsatz zur Abwärme-Nutzung durchgeführt werden kann. Die Standardberechnungen können durch entsprechende Simulationen und Optimierungsverfahren ergänzt werden. Repräsentative Ergebnisse dieser Arbeit wurden in einigen Publikationen veröffentlicht.

Im Rahmen des Gesamtvorhabens: „Untersuchung der Einsatzmöglichkeiten von ORC-Prozessen zur Abwärmenutzung“ wird aktuell auch der praktische Teil durchgeführt, und zwar die Errichtung einer Versuchs und Testinstallation. Das innovative Anlagenkonzept wird im Labor für Energetik der Hochschule Bremen in Kooperation mit der Firma machtwissen.de praktisch realisiert. Die ORC-Versuchsanlage wurde mit den Stoffdaten von R245fa für eine thermische Leistung von ca. 250 kW thermodynamisch ausgelegt.
Unter der Voraussetzung der wirtschaftlichen Rentabilität kann die Abwärme-Verstromung mit Hilfe von organischen Medien zur energetischen Effizienzsteigerung von vielen existierenden und geplanten Anlagen beitragen.

 

 

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