Simulation innovativer
energietechnischer Prozesse
emissionsfreie Gasturbinenprozesse
und
Als sehr allgemeiner Oberbegriff umfasst die
„Energietechnik“ natürlich eine Vielzahl möglicher
Forschungsgebiete. Streng genommen gehören auch die separat
ausgewiesenen Forschungsgebiete „Kälte- und Wärmetechnik“ und
„Wärmeübertragung bei der Verdampfung“ in dieses Spektrum.
Hier soll der Begriff Energietechnik aber im Sinne der Technik der
Stromerzeugung, die ggf. mit der Bereitstellung von Wärme und /
oder Kälte gekoppelt sein kann, verstanden werden.
In diesem Bereich gilt unser primäres Interesse der Simulation innovativer energietechnischer Prozesse. Beispiele für solche Prozesse sind
In diesem Bereich gilt unser primäres Interesse der Simulation innovativer energietechnischer Prozesse. Beispiele für solche Prozesse sind
emissionsfreie Gasturbinenprozesse
und
adiabate Luftspeicherkraftwerke.
Simulationsprogramme erlauben heute eine präzise
Abbildung der verschiedensten energietechnischen Prozesse, sei es im
Auslegungspunkt,
bei Teillast, oder in transienten Betriebszuständen. Außer
für die Optimierung
bekannter Prozesse werden diese Programme auch zur Vorhersage des
Betriebsverhaltens
möglicher zukünftiger Kraftwerksprozesse verwendet. Hier
stoßen die Fähigkeiten
der Simulationsprogramme aber vielfach an ihre Grenzen. Die Auslegung
emissionsfreier
Gasturbinenprozesse, die statt mit Luft mit CO2 / Wasser-Gemischen
betrieben
werden, überfordert z.B. die in die Simulationsprogramme
integrierten Algorithmen
zur Berechnung von Stoffdaten; die Auslegung adiabater
Luftspeicherkraftwerke
erfordert die Berechnung von Wärmeübergängen bei sehr
hohen Drücken und die
Auslegung befeuchteter Gasturbinenprozesse erfordert die Modellierung
von
bei hohem Druck betriebenen Befeuchtungstürmen – die Liste der
Schwachpunkte
ließe sich beliebig fortsetzen.
Ziel unserer Arbeiten ist einerseits, das Potential innovativer energietechnischer Prozesse systematisch zu bewerten und aus der Vielzahl von vorgeschlagenen Prozessen die realistischsten Zukunftsoptionen auszuwählen, und andererseits die verfügbaren Programme zur Simulation energietechnischer Prozesse so weiter zu entwickeln, dass auch für ausgefallene Prozessvarianten verlässliche Prognosen möglich werden.
Ziel unserer Arbeiten ist einerseits, das Potential innovativer energietechnischer Prozesse systematisch zu bewerten und aus der Vielzahl von vorgeschlagenen Prozessen die realistischsten Zukunftsoptionen auszuwählen, und andererseits die verfügbaren Programme zur Simulation energietechnischer Prozesse so weiter zu entwickeln, dass auch für ausgefallene Prozessvarianten verlässliche Prognosen möglich werden.
Literatur:
- A. Bill, R. Span, G. Kelsall und S.-G. Sundkvist: Technology options for „zero emissions“ gas turbine power generation. Proceedings Power Generation & Sustainable Development Conference, Liège, Belgium (2001).
- R. Span: Technical options for controlling power plant CO2 emissions: A long range view. Presented in: The role of technology, legislation and trading for mitigation of CO2 in a carbon constrained global economy. Panel discussion, ASME TURBO EXPO, New Orleans, Louisiana, USA (2001).
-
D. Bücker, R. Span und W. Wagner: Thermodynamic property models for moist air and combustion gases. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 125, 374 - 383 (2003).
Ansprechpartner:
Roland Span