Die Abgaswärmenutzung des Heizkraftwerks mit einer ORC-Turbine kann so den elektrischen Wirkungsgrad der KWK-Anlage erhöhen, so dass sich ein höherer Gesamtwirkungsgrad ergibt. So können ebenfalls auch CO 2 -Emissionen vermieden werden und nachwachsende Energieträger wie Holz deutlich effizienter als bisher genutzt werden. Die ORC-Technik kann natürlich auch mit fossil betrieben Blockheizkraftwerken kombiniert werden, um deren Abgaswärme (~450°C) zu verstromen. Eine große Stärke der ORC-Technik ist, dass Abwärme bereits ab Temperaturen unter 100°C zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Dieses Potenzial machen sich Geothermiekraftwerke zunutze. Organic Rankine Cycle: Prinzip & Anwendungen. Bei sehr heißen geothermischen Quellen wie z. in Indonesien wird der Dampf zunächst direkt genutzt, um eine klassische Turbine anzutreiben. Das Heißwasser steigt dabei mit hohem Druck aus einem Reservoir im Erdinneren über einen Bohrschacht nach oben und verdampft durch Entspannung im Kraftwerk. Der Dampf wird dann zur Turbine geleitet, die mit Hilfe eines Generators Strom erzeugt.
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Um die Abwärme bei niedrigeren Temperaturen und geringeren Leistungen mit möglichst hohem Wirkungsgrad zu verstromen, stellte die Technologie eine weitere Herausforderung dar, erklärte Ziegler. Wichtige Komponenten seien noch nicht so weit gewesen, besonders die Entspannungsmaschinen. Die Lösung von Bosch ist eine magnetgelagerte Entspannungsturbine. "Hier haben wir heute eine hohe Effizienz erreicht, mit 36 000 Umdrehungen pro Minute und Lagerreibungsverlusten von nur 180 W. "
Neben der RMD-Anlage arbeitet inzwischen eine zweite Bosch-ORC-Anlage mit einer elektrische Leistung von 60 kW in einer Biogasanlage eines Landwirtes. Zwei weitere Pilotanlagen sind für dieses Jahr noch geplant, berichtete Klein. Einsatz sollen sie in einer Kläranlage und in einem mittelständischen Unternehmen der Stahlveredelung finden. Turbine ohne Wasserdampf - Das ORC-Verfahren. Die elektrischen Leistungen liegen bei 140 kW und 200 kW. 2012 soll dann der Verkauf starten. Auch über ein Betreibermodell (Contracting) werde nachgedacht, zugeschnitten auf mittelständische Industrieunternehmen und Landwirte mit Biogasanlagen.
Mini Orc Turbine Tank
Auf diese Weise
können sogar Thermalwässer mit 100 Grad und weniger für
die Stromerzeugung verwendet werden. Der Wirkungsgrad ist allerdings
recht gering. Die Vorzüge dieses Verfahrens liegen vor allem im
Bereich oberhalb des Siedepunktes bis zur Schwelle von etwa 180 Grad,
ab der die Dampfprozesse
dominieren. Da als niedrigsiedende Arbeitsmedien organische Stoffe
verwendet
werden, spricht man auf Englisch bzw. Neudeutsch vom "Organic Rankine
Cycle"
(ORC) in Anlehnung an den "Clausius-Rankine-Cycle" für den
normalen
Kreislauf in einem Dampfkraftwerk. Eine Variante des ORC-Prozesses ist das Kalina-Verfahren,
das anstelle organischer Arbeitsmittel ein Wasser-Ammoniak-Gemisch
verwendet. Es deckt auch Bereiche ab, die der ORC-Prozeß nicht
erfaßt, und ist besonders für niedrige
Thermalwasser-Temperaturen geeignet. ORC-Technik: Strom aus Abwärme ohne Nutzung von Thermoöl - ingenieur.de. Es gibt wesentlich mehr geothermische Kraftwerke nach dem ORC- oder
Kalina-Prinzip als Dampfkraftwerke. Letztere bestreiten aber über
neunzig Prozent
der weltweiten Stromerzeugung aus Erdwärme.
Mini Orc Turbine Machine
Das hat die evo z. B. mit Blick auf ihre Fernwärme auch schriftlich – Dank der Nutzung industrieller Abwärme und hocheffizienter Erzeugung kommt sie auf einen zertifizierten Primärenergiefaktor von 0, 13: "Das bedeutet: Für 100 Prozent Energie, die beim Kunden ankommt, müssen wir nur 13 Prozent Primärenergie bei der Erzeugung aufwenden", erläutert Bernd Homberg. Entsprechend gering fällt auch die CO2-Emission je Kilowattstunde aus. Doch nicht nur die Fernwärme der evo, sondern das gesamte Unternehmen arbeitet ressourcenbewusst. So wurde unter anderem ein unternehmensweites Energiemanagementsystem (EnMS) nach DIN ISO 50001 eingeführt, das derzeit rezertifiziert wird. Mini orc turbine machine. Und schließlich baute das TURBONIK-Team im Rahmen eines weiteren, gemeinsamen Pilotprojektes die erste Mikro-Dampfturbine im Jahr 2017 bei der evo in das Fernwärmesystem ein, wo sie ein Druckreduzierventil ersetzt. Indem der Dampf die Turbine antreibt, wird der Dampfdruck reguliert und gleichzeitig Strom erzeugt. Mit einer Leistung von 70 Kilowatt produziert die Turbine jährlich circa 300.
Der
Generator kann deshalb nur im Sommer seine maximale elektrische
Leistung von 155 Kilowatt erbringen. Bei winterlichen Temperaturen
(unter minus fünf Grad) muß das kleine Geothermie-Kraftwerk
sogar ganz abgestellt werden, da dann das Thermalwasser ohne
Temperatureinbußen für die Fernwärmeversorgung
benötigt wird. Als Arbeitsmedium verwendet die Anlage in Neustadt-Glewe den Stoff
Perfluorpetan, der unter Normaldruck bereits bei 31 Grad verdampft und
ein 22fach höheres Molekulargewicht als Wasser hat. In der
ORC-Anlage verdampft er unter einem Druck von etwa 4 bar bei etwa 75
Grad Celsius und treibt eine Turbine, deren einstufiger Schaufelkranz
mit 3000 Umdrehungen pro Minute rotiert und getriebelos mit dem
Generator gekoppelt ist. Auf diese Weise kann das Thermalwasser, das
mit einer Temperatur von 98 Grad für den Betrieb einer
Wasserdampfturbine bei weitem nicht ausreichen würde, dennoch
energetisch genutzt werden. Mini orc turbine plant. Beim Austritt aus dem Wärmetauscher
hat das für die Stromerzeugung abgezweigte Thermalwasser noch eine
Temperatur von 71 Grad.