Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE)
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Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Seite 1 von 16 Inhalt: Neue Materialien für die Batterieentwicklung Simulationssoftware für die Batterieentwicklung Prüflabor für Lithium-Ionen-Akkus Neues Biosolarzentrum in Sachsen-Anhalt CO2 als Rohstoff Initiative des DoE und DoC der USA zur Einspeise-Modellierung erneuerbarer Energiequellen Förderinitiative des DoE und DoI der USA für Offshore-Windenergie Neuartige Salzschmelzen für solarthermische Kraftwerke Gründung des Instituts für dezentrale Energietechnologien, IdE Neue Erdwärme-Förderung des DoE der USA Vergleich Zeitvariabler Stromtarife für Haushalte Gründung eines materialwissenschaftlichen Instituts Farbstoff-Solarzellen im Großformat Neues Testlabor SmartEnergyLab Deutsch-Australische Forschungskooperation bei Solartechnik Überkritisches Kohlenstoffdioxid in Gasturbinen 17. März 2011 Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 2 von 16 National Batterieentwicklung Karlsruher Institut für Technologie - KIT Neue Materialien für die Batterieentwicklung Am Institut für Nanotechnologie des KIT wurde ein neuer Ansatz für die Speicherung elektrischer Energie entwickelt. Eine innovative Batteriearchitektur und neuartige Materialien versprechen deutliche Steigerungen der Speicherkapazität bei gleichzeitig verminderten Kosten. Im Mittelpunkt steht die Synthese von Eisen-KohlenstoffSpeichermaterialien, bei der unterschiedliche Ausgangsmaterialien mit einem Lithiumsalz vermischt und dann gemeinsam erwärmt werden. Dabei bildet sich eine Nanostruktur aus, die zusätzlich von Kohlenstoffdrähten, die ebenfalls entstehen, durchzogen ist. Dadurch entstehen nanoskalige Speichereinheiten und Leiterbahnen quasi in einem Schritt. Beim heutigen Stand der Technik ist die in einer Batterie gespeicherte Energiemenge um den Faktor 50 geringer als die Energie in einem gleich großen Benzintank. Um einen wirklichen Sprung in der Leistungsfähigkeit zu erreichen, müssen ganz neue Wege, sowohl bei der Entwicklung der Materialien als auch bei der Batteriearchitektur, beschritten werden. Die Wissenschaftler des KIT auf völlig neue Eisen-KohlenstoffMaterialien, mit deren Hilfe sich deutlich mehr Energie auf kleinem Raum speichern lässt. Das Problem: Die bisher beschriebenen Materialien sind nicht zyklenstabil und die Speicherkapazität sinkt schnell ab, wenn die Batterie mehrmals be- und entladen wird. Die spezifische Kapazität des neuen Materials, also die Fähigkeit, Energie zu speichern, liegt heute schon beim Doppelten der derzeitigen Batterien. Das ist ein enormer Fortschritt gegenüber den bisherigen Materialien. Gelingt es, das Potential dieses neuen Materials voll auszuschöpfen, soll sich die Speicherdichte von Lithium-Ionen-Batterien um den Faktor Fünf verbessern lassen. Hoch. http://www.kit.edu/besuchen/pi_2011_6020.php Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 3 von 16 National Batterieentwicklung Fraunhofer ITWM Simulationssoftware für die Batterieentwicklung Der Durchbruch des Elektroautos lässt auf sich warten. Dies liegt vor allem am zentralen Bauteil – der Batterie. Noch sind Lithium-Ionen-Akkus zu teuer und ihre Reichweiten zu gering. Neue Materialien sollen für bessere Akkus sorgen. Eine Simulationssoftware von Fraunhofer-Forschern hilft, den Entwicklungsprozess zu beschleunigen. Die Bundesregierung will Deutschland als Leitmarkt für Elektromobilität etablieren, bis 2020 sollen eine Million PKW mit Elektroantrieb auf deutschen Straßen fahren. Die Startchancen sind gut: Wie der ADAC in einer Umfrage herausgefunden hat, würden sich 74 Prozent der Befragten ein Elektroauto kaufen, wenn es hinsichtlich Kosten, Komfort und Sicherheit keine Abstriche verlangt. Abstriche wollen die Verbraucher auf keinen Fall bei der Reichweite machen. Rund ein Drittel der Autofahrer möchte mindestens 500 Kilometer weit fahren können. Und hier liegt auch die Krux: Zu wenige Ladestationen und geringe Batterielaufzeiten haben bislang verhindert, dass sich die Elektroflitzer durchsetzen konnten. Lithium-Ionen-Akkus, die die meisten Autohersteller verwenden, sind zu schwer, zu teuer und zu leistungsschwach. Neue Materialien sollen den Energiespeicher daher in punkto Kapazität, Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und Sicherheit verbessern. Doch die Entwicklung solcher Materialien ist zeit- und kostenintensiv. Im Projekt „Fraunhofer-Systemforschung Elektromobilität“ haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern jetzt die Software BEST (Battery and Electrochemistry Simulation Tool) zur Simulation von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt, die diesen Prozess beschleunigen und effizienter gestalten soll. Ein Lithium-Ionen-Akku besteht aus zwei porösen Elektroden, die durch einen elektrolytgefüllten Separator getrennt sind. Beim Laden und Entladen der Batterie werden Lithium-Ionen zwischen den Elektroden ausgetauscht. Den ITWM-Wissenschaftlern ist es gelungen, die komplette Batteriezelle sowie Transport- und Reaktionsvorgänge der Lithium-Ionen sowohl auf makroskopischer als auch auf mikroskopischer Ebene darzustellen. Indem die Struktur der Elektroden räumlich aufgelöst und dreidimensional dargestellt wird, lassen sich Parameter wie Konzentrationsverhältnisse der Lithium-Ionen, Elektrolytkonzentration und Stromdichte berechnen. Die Berechnungen erfolgen mit einem speziellen, selbst programmierten Finite-Volumen-Verfahren, das die Forscher in die Software integrierten. Die Verteilung des Stromflusses gibt beispielsweise Aufschluss über die Wärmeproduktion in der Batterie. Sogenannte Hotspots, die besonders heiß werden und sich entzünden könnten, sind mit der Software schnell aufgespürt. Auch Alterungseffekte lassen sich mit BEST bewerten. Denn die Temperaturentwicklung beeinflusst die Lebensdauer der Akkus. Ziel der Wissenschaftler ist es, das Programm um Alterungsmodelle zu erweitern, die diese Untersuchungen noch weiter vereinfachen. Hoch, die Bereitstellung leistungsfähiger Batterien ist eine wesentliche Voraussetzung für die anvisierte Etablierung der Elektromobilität. http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010-2011/15/bessere-batterienfuer-elektroautos.jsp Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 4 von 16 National Batterieentwicklung Energieportal24 Prüflabor für Lithium-Ionen-Akkus TÜV NORD hat zusammen mit CETECOM in Saarbrücken das erste funktionierende Prüflabor zum Test von Lithium-Ionen-Batterien aufgebaut. Damit erweitert der Konzern seine Aktivitäten zur Elektromobilität mit dem Schwerpunkt Batterie- und Ladesicherheit. Das Batterie-Prüflabor wurde durch das Unternehmen CETECOM in Saarbrücken errichtet und gleichzeitig in die Qualifizierungsprozesse von TÜV NORD eingebunden. Lithium-Ionen-Batterien werden als Energiespeicher für Elektrofahrzeuge eingesetzt und gehören zu den aktuell verfügbaren Sekundärzellen mit der höchsten Energiemassendichte. Diese hohe Energiedichte in Lithium-Ionen-Akkus kann bei möglichen Fehlfunktionen jedoch auch Gefhar bedeuten. Die von TÜV NORD und CETECOM entwickelten Prüfeinrichtungen sowie die Prüfverfahren für Lithium-IonenBatterien entsprechen einheitlichen Standards, so dass die Ergebnisse weltweit reproduzierbar sind. Die so genannten „Test Benches“ sind vollständig aufgebaut und validiert, zudem erlaubt die Laborinfrastruktur auch eine sichere Durchführung zerstörender Tests an Lithium-Ionen-Batterien. In Saarbrücken werden die LithiumIonen-Batterien hinsichtlich ihrer Resistenz gegen mechanischen, elektrischen und klimatischen Stress getestet. Zudem wird ihre Reaktion auf Missbrauch - zum Beispiel durch einen Kurzschluss - überprüft. Die Batterien werden einem Crash-Test unterzogen und es wird getestet, ob sie nach den UN-Regeln für Transporte geeignet sind. Durch die qualifizierte Partnerschaft bilden TÜV NORD und CETECOM eine unabhängige Prüfinstanz auf allen Gebieten der Elektromobilität. Hoch. http://www.energieportal24.de/pn_163763.htm National Biomasse Ministerium für Wirtschaft und Arbeit Sachsen-Anhalt Neues Biosolarzentrum in Sachsen-Anhalt In Köthen, Sachsen-Anhalt, soll bis 2016 ein Biosolarzentrum zur industriellen Produktion von Mikroalgen entstehen. Zudem wurde die mit 430.000 Euro vom Landeswirtschaftsministerium geförderte Versuchsanlage für einen neuartigen Algenreaktor in Betrieb genommen. Damit soll der Durchbruch für eine großflächigere klimaneutrale Nutzung eingeleitet werden. Bislang scheitert sie an der mangelnden Effektivität der heutigen Photobioreaktorsysteme. Die Biosolartechnologie beschäftigt sich mit der Erzeugung von Biomasse auf Basis von Photobioreaktoren. Besonders gut eignen sich dafür Mikroalgen, die mithilfe des Sonnenlichts Kohlendioxid aus der Luft aufnehmen und sehr schnell Biomasse aufbauen. Die Biomasseproduktion erfolgt dabei unter optimaler Nutzung von Nährstoffen und Wasser und steht nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelherstellung. Die Mikroalgen dienen als Rohstoff für die Pharma- und Lebensmittelindustrie bzw. können zur Öl- oder Biogasherstellung genutzt werden. Hoch, im Fokus steht die schnelle Biomasseerzeugung. http://www.asp.sachsenanhalt.de/presseapp/data/mw/2011/042_2011_a8b22e002cef9c9f236f9b71ce67b9bc.htm Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 5 von 16 National CO2-Nutzung Informationsdienst Wissenschaft - idw CO2 als Rohstoff Bayer geht neue Wege zur Produktion hochwertiger Kunststoffe mithilfe von Kohlendioxid (CO2) aus der Energiewirtschaft. Im CHEMPARK Leverkusen wurde eine Pilotanlage in Betrieb genommen, um das neue Verfahren im technischen Maßstab zu erproben. Dort entsteht ein chemisches Vorprodukt, in das CO2 eingebunden wird. Diese Substanz wird zu Polyurethanen weiterverarbeitet, die in vielen Dingen des täglichen Lebens Verwendung finden. Das Verfahren ist Ergebnis eines gemeinsamen mit RWE durchgeführten Projekts, von dem das eingesetzte CO2 stammt. Weitere Projektpartner sind die RWTH Aachen sowie das gemeinsam von der Hochschule und Bayer betriebene CAT Catalytic Center. Den Forschern ist vor kurzem ein Durchbruch in der Katalysetechnik gelungen, was die effiziente Nutzung von CO2 erst ermöglicht. Das neue Verfahren leistet in verschiedener Hinsicht einen Beitrag zur Nachhaltigkeit. So kann sich der Einsatz von Kohlendioxid unter anderem als Alternative zum Erdöl erweisen, aus dem die Chemieindustrie bislang hauptsächlich das wichtige Element Kohlenstoff gewinnt. Auch Polyurethane selbst haben einen positiven Effekt für die Einsparung von Energie und den Schutz des Klimas. Bei der Dämmung von Gebäuden gegen Kälte und Wärme etwa sparen sie rund 70 Mal mehr Energie ein, als für ihre Herstellung aufgewendet wird. In der Pilotanlage – konzipiert, errichtet und betrieben von Bayer Technology Services – wird mithilfe des Kohlendioxids im Kilogramm-Maßstab eine der beiden Komponenten hergestellt, die zur Herstellung von Polyurethanen nötig sind. An einer bereits bestehenden anderen Anlage testet Bayer MaterialScience diese Materialien, aus denen vor allem weicher und harter Schaumstoff gewonnen wird. Der effiziente Einsatz von CO2 ist nur möglich, weil zuvor ein geeigneter Katalysator gefunden wurde, nach dem die Fachwelt vier Jahrzehnte gesucht hatte. Diesen Forschungserfolg erreichten Wissenschaftler von Bayer und dem CAT in dem ebenfalls vom Bund geförderten Vorläuferprojekt „Dream Reactions“. In der aktuellen Initiative „Dream Production“ wird am CAT unter anderem die Kompatibilität des Katalysators mit dem Kraftwerks-CO2 geprüft. Die RWTH Aachen unterzieht das neue Verfahren über alle Stufen einer ökologischen und ökonomischen Gesamtbetrachtung und vergleicht es dabei auch mit herkömmlichen Prozessen und Produkten. Hoch. http://idw-online.de/pages/de/news409622 Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Seite 6 von 16 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: International Erneuerbare Energien US DoE Initiative des DoE und DoC der USA zur Einspeise-Modellierung erneuerbarer Energiequellen Zusammenfassung: Das Department of Energy der USA hat zusammen mit dem the Department of Commerce der USA eine verbesserte Zusammenarbeit bei der Modellierung der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien angekündigt. Ziel ist die bessere Integration erneuerbarer Energiequellen in das eigene Verbundstromnetz. In den nächsten Monaten soll daher von den zuständigen Behörden ein Aktionsplan für die Umsetzung dieses Ziels entwickelt werden: The Department of Energy and the Department of Commerce announced a new agreement to further collaboration between the agencies on renewable energy modeling and weather forecasting, which will help enable the nation's renewable energy resources to be used more effectively by business and entrepreneurs. The Memorandum of Understanding will encourage the two agencies to work together to develop and disseminate weather and climate information needed for renewable energy technologies that are dependent on short-term weather and longer-term climate trends. Better information on weather patterns and improved modeling of the variability of the wind, sun, water, ocean currents and other sources of renewable energy will ultimately increase the country's ability to efficiently and reliably integrate renewable energy into the electrical grid. The agreement builds on reports from both agencies that recognize the need for improved meteorological, oceanic, and climatological observations, modeling, and forecasting to expand the efficient use of renewable energy sources and further integrate these energy sources into the U.S. energy system. For example, DOE's 20% Wind Energy by 2030 report identifies several key research areas, such as improved wind forecasting techniques, that would enhance electrical grid system operations. NOAA's Next Generation Strategic Plan states that NOAA will develop integrated environmental information services for the unique needs of weather-sensitive sectors, including solar, wind, and oceanographic information critical to the development, production, and transmission of renewable energy. The partnership will help renewable energy system designers, operators, and electric power system administrators in improving the cost effectiveness and reliability of weather-dependent renewable energy technologies. The collaboration includes a working group from DOE's Office of Energy Efficiency and Renewable Energy and the Department of Commerce's National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) that will identify areas for continued focus and research and help lay out next steps for improving the efficiency of renewable resources and better integrating renewable energy sources onto the electrical grid. The group will produce an Action Plan in the coming months that will address: Improving renewable resource characterization models and methodologies for optimizing system reliability and performance , Advancing meteorological and oceanic forecasting technologies, models and methodologies, Defining national weather and oceanic monitoring systems needed to support renewable energy, Predicting climate effects on renewable energy resources, Coordinating both public and private sector contributions to addressing renewable resource needs. FuE-Relevanz: Hoch. Verweise: http://www.energy.gov/news/10024.htm 17. März 2011 Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 7 von 16 International Erneuerbare Energien US DoE Förderinitiative des DoE und DoI der USA für Offshore-Windenergie Das Department of Energy der USA hat zusammen mit dem Department of Interior eine Förderinitiative für Windenergie bekanntgegeben. Bis zu 50,5 Mio. US Dollar (37 Mio. Euro) direkter Förderung sollen zur Technologieentwicklung, zur Beseitigung von Markthemmnissen, und für eine neue Generatorengeneration bereitgestellt werden. Ziel im Rahmen der „National Offshore Wind Strategy“ ist die Installation von 10 GW Leistung in Offshore-Windparks bis 2020 und 54 GW Leistung bis 2030: The Department of Energy and the Department of Interior presented a strategic plan to accelerate the development of offshore wind energy, including new funding opportunities for up to $50.5 million for projects that support offshore wind energy deployment and several high priority Wind Energy Areas in the mid-Atlantic that will spur rapid, responsible development of this abundant renewable resource. The deployment of clean, renewable offshore wind energy will help meet the President's goal of generating 80 percent of the Nation's electricity from clean energy sources by 2035.The joint „National Offshore Wind Strategy: Creating an Offshore Wind Industry in the United States“ made public today is the first-ever interagency plan on offshore wind energy and demonstrates a strong federal family commitment to expeditiously develop a sustainable, world-class offshore wind industry in a way that reduces conflict with other ocean uses and protects resources. The plan focuses on overcoming three key challenges: the relatively high cost of offshore wind energy; technical challenges surrounding installation, operations, and grid interconnection; and the lack of site data and experience with project permitting processes. In support of this Strategic Work Plan, the DoI releases three solicitations, representing up to $50.5 million over 5 years, to develop breakthrough offshore wind energy technology and to reduce specific market barriers to its deployment in these areas: Technology Development (up to $25 million over 5 years), Removing Market Barriers (up to $18 million over 3 years), and Next-Generation Drivetrain (up to $7.5 million over 3 years). Further, the DoI identified four Wind Energy Areas offshore the mid-Atlantic as part of Interior's 'Smart from the Start' approach announced in November 2010 that uses appropriate designated areas, coordinated environmental studies, large-scale planning and expedited approval processes to speed offshore wind energy development. The areas, on the Outer Continental Shelf offshore Delaware (122 square nautical miles), Maryland (207), New Jersey (417), and Virginia (165), will receive early environmental reviews that will help to lessen the time required for review, leasing and approval of offshore wind turbine facilities. Under the „National Offshore Wind Strategy“, the DoE is pursuing a scenario that includes deployment of deploying 10 gigawatts of offshore wind generating capacity by 2020 and 54 gigawatts by 2030. Those scenarios include development in both federal and state offshore areas, including along Atlantic, Pacific and Gulf coasts as well as in Great Lakes and Hawaiian waters. Those levels of development would produce enough energy to power 2.8 million and 15.2 million average American homes, respectively. Hoch, da Offshore-Windenergie weltweit auf wachsendes Interesse stößt. http://energy.gov/news/10053.htm Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 8 von 16 Europa Erneuerbare Energien Innovationsreport.de Neuartige Salzschmelzen für solarthermische Kraftwerke Forscher von Siemens wollen die Effizienz von Solarthermiekraftwerken erheblich steigern und damit die Kosten für diese klima-neutrale Stromerzeugung senken. Dazu sollen in dem Projekt High Performance Solarthermie Salzschmelzen als Wärmeträger eingesetzt werden. Wissenschaftler von Siemens werden mit weiteren Partnern eine Pilotanlage in Portugal aufbauen und den Einsatz von Salzschmelzen in Parabolrinnenkraftwerken testen. In diesen Kraftwerken fokussieren Hohlspiegel das Sonnenlicht auf ein Absorberrohr in ihrem Brennpunkt. Durch dieses Rohr fließt ein Wärmeträgermedium und erhitzt sich. Die Wärme wird in einem nachgeschalteten Dampferzeuger an einen konventionellen Wasser-Dampf-Kreislauf abgegeben und über Dampfturbine und Generator in Strom umgewandelt. Die Effizienz der Stromerzeugung hängt hauptsächlich von der maximalen Arbeits-temperatur des Wärmeträgers ab. Je höher dessen Temperatur, desto besser ist der Wirkungsgrad der Dampfturbine. Siemens will anstelle von Thermoöl geschmolzenes Salz verwenden, um die Arbeitstemperatur von 400 auf mehr als 500 Grad zusteigern. Ein Verzicht auf Thermoöl wäre auch günstig, weil es einen relativ hohen Dampfdruck hat und leicht entzündlich ist. Als Wärmeträger geeignete Salze bestehen aus z.B. aus Natrium- und Kaliumnitraten. Diese sind nicht brennbar und haben fast keinen Dampfdruck, sodass die Anlage drucklos und damit sicherer betrieben werden kann. Zudem haben Salze eine höhere Wärmespeicherfähigkeit als Thermoöl und sind deutlich günstiger. Allerdings muss der Erstarrungspunkt des bisher üblichen Salzes von ca. 220 Grad auf unter 150 Grad gesenkt werden, damit es über Nacht nicht „einfriert“. Ein wichtiges Ziel der Wissenschaftler der zentralen Siemens-Forschung Corporate Technology und der Experten von Siemens Energy ist es, die Zusammensetzung der Salze und damit die physikalischen Eigenschaften zu optimieren. Die Pilotanlage wird auf dem Gelände der Universität Evora in Portugal gebaut. Hier werden die Solarkomponenten, das Dampferzeugersystem, das Rohrsystem und die Pumpen an die höheren Temperaturen und die Eigenschaften der Salzschmelze angepasst. Die Ergebnisse nutzen die Forscher zur Planung und Verifizierung von kommerziellen Anlagen mit Leistungsgrößen oberhalb von 50 Megawatt. Das Projekt wird vom Bundesumwelt-ministerium gefördert. Neben Siemens sind das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie die Unternehmen Kali+Salz, Senior Berghöfer und Steinmüller Engineering beteiligt. Hoch. http://www.innovationsreport.de/html/berichte/energie_elektrotechnik/neue_salzschmelzen_effizientere_solarther mie_171147.html Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 9 von 16 National Erneuerbare Energien Informationsdienst Wissenschaft - idw Gründung des Instituts für dezentrale Energietechnologien, IdE Die Universität Kassel hat gemeinsam mit vier Unternehmen der nordhessischen Wirtschaft sowie weiteren regionalen Partnern das Institut für dezentrale Energietechnologien (IdE) gegründet. Das Institut soll die Entwicklung regenerativer Energiesysteme deutlich voranbringen. Für die Aufbauphase bis 2015 ist ein Budget von insgesamt rund 22 Mio. Euro vorgesehen. Das Hessische Wirtschaftsministerium unterstützt seine Aktivitäten in den ersten fünf Jahren mit 2,5 Mio. Euro aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung. Beteiligt sind am IdE die Uni Kassel mit 50 Prozent, die Unternehmen E.ON-Mitte AG, SMA Solar Technology AG, Städtische Werke Aktiengesellschaft und die Viessmann Werke GmbH & Co. KG mit jeweils 10 Prozent sowie die Stadt Kassel und das Kompetenznetzwerk deENet mit jeweils 5 Prozent. Geleitet wird das Institut von zwei Geschäftsführern, neben Dr. Martin HoppeKilpper, dem bisherigen Geschäftsführer des deENet, wird ein weiterer Geschäftsführer aus dem Kreis der beteiligten Unternehmen bestellt werden. Die Volkswagen AG hat sich bereits für eine Beteiligung am IdE entschieden, weitere Großunternehmen, wie die WINGAS GmbH sowie auch namhafte mittelständische Unternehmen haben ihr Interesse an einer Gesellschaftsbeteiligung bekundet. Die Fraunhofer-Gesellschaft, die in Kassel bereits das Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) betreibt, hat ebenfalls Interesse an einer Beteiligung erklärt. Mittel bis hoch. http://idw-online.de/de/news410630 Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 10 von 16 International Geothermie US DoE Neue Erdwärme-Förderung des DoE der USA Das Department of Energy der USA hat eine neue Förderinitiative für Projekte im Bereich der Erdwärmegewinnung bekannt gegeben. Bis zu 338 Mio. US Dollar (245 Mio. Euro) direkter Förderung sollen für die die sechs Bereiche Tiefengeothermie, die Niedertemperatur-Geothermie, Geothermie -Demonstrationsvorhaben, FuEuD von Geothermie-Systemkomponenten, einer Geothermiedatenbank und Erdwärmepumpendemonstrationen verwendet werden. Zusätzlich soll die Förderung durch 353 Mio. US Dollar (255 Mio. Euro) Eigenanteile der Industrie unterstützt werden: The DOE announced up to $338 million in Recovery Act funding for the exploration and development of new geothermal fields and research into advanced geothermal technologies. These grants will support 123 projects in 39 states. The grants will be matched more than one-for-one with an additional $353 million in private and nonFederal cost-share funds. These grants are directed towards identifying and developing new geothermal fields and reducing the upfront risk associated with geothermal development through innovative exploration and drilling projects and data development and collection. In addition, the grants will support the deployment and creative financing approaches for ground source heat pump demonstration projects across the country. Collectively, these projects represent an expansion of the U.S. geothermal industry and will create or save thousands of jobs in drilling, exploration, construction, and operation of geothermal power facilities and manufacturing of ground source heat pump equipment. The projects selected for negotiation of awards fall in six categories: 1) Innovative Exploration and Drilling Projects (up to $98.1 million): Twenty-four projects have been selected focusing on the development of new geothermal fields using innovative sensing, exploration, and well-drilling technologies. 2) Coproduced, Geopressured, and Low Temperature Projects (up to $20.7 million): Eleven projects have been selected for the development of new low-temperature geothermal fields, a vast but currently untapped set of geothermal resources. This includes geothermal heat found in the hundreds of thousands of oil and gas wells around the U.S., where up to ten barrels of hot water are produced for every barrel of oil. 3) Enhanced Geothermal Systems Demonstrations (up to $51.4 million): Three projects have been selected for the exploration, drilling and development of enhanced geothermal systems (EGS) to validate power production from deep hot rock resources using innovative technologies and approaches. 4) Enhanced Geothermal Systems Components Research and Development / Analysis (up to $81.5 million): Forty-five projects have been selected to focus on research and development of new technologies to find and drill into deep hot rock formations, stimulate enhanced geothermal reservoirs, and convert the heat to power. 5) Geothermal Data Development, Collection and Maintenance (up to $24.6 million): Three projects have been selected for the population of a comprehensive nationwide geothermal resource database to help identify and assess new fields. 6) Ground Source Heat Pump Demonstrations (up to $61.9 million): Thirty-seven projects have been selected to demonstrate the deployment of ground source heat pumps for heating and cooling of a variety of buildings for a variety of customer types, including academic institutions, local governments and commercial buildings. Mittel bis hoch. http://energy.gov/news/10034.htm Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 11 von 16 National Intelligente Zähler Verivox Vergleich Zeitvariabler Stromtarife für Haushalte Das Verbraucherportal Verivox hat die zeitvariablen Stromtarife der 100 größten Grundversorger untersucht. Der Vergleich mit normalen Tarifen zeigt, dass sich die zeitvariablen Angebote der Energieversorger bisher kaum lohnen, da sie von den Verbrauchern viel Aufmerksamkeit verlangen und ihr Einsparpotenzial nur gering ist. Seit Beginn des Jahres müssen Stromversorger einen Tarif anbieten, der die jeweilige Zeit des Verbrauchs berücksichtigt. So sollen Kunden die Möglichkeit erhalten, ihren Stromverbrauch effizienter zu steuern und von Zeitzonen mit günstigeren Preisen zu profitieren. „Die Stromversorger experimentieren derzeit mit den verschiedensten Angeboten“, sagt Peter Reese, Leiter Energiewirtschaft bei Verivox. „So gibt es etwa Tarife mit sechs unterschiedlichen Zeitzonen oder ein Teil des Strompreises wird an den stundengenauen Spotmarkt der Strombörse gekoppelt. Diese komplizierten Konstruktionen können aber nur attraktiv sein, wenn die erhöhte Aufmerksamkeit der Verbraucher mit entsprechend günstigen Preisen belohnt wird. Das ist bisher noch nicht der Fall.“ Zwar bieten viele Grundversorger inzwischen mindestens einen zeitvariablen Tarif an, 96 der 100 größten Grundversorger haben ein entsprechendes Angebot im Programm. Dabei gehört jedoch bei nur rund einem Drittel der Versorger auch ein intelligenter Stromzähler dazu. Die anderen Angebote setzen einen herkömmlichen ZweiTarif-Zähler voraus. In beiden Fällen gilt, dass der Einbau eines neuen Zählers notwendig ist, was in der Regel vom Verbraucher bezahlt werden muss. Je nach Versorger und Angebot liegen diese einmaligen Kosten zwischen 80 und 150 Euro. Um die Kosten zeitvariabler Tarife mit Einheitstarifen zu vergleichen, hat Verivox die neuen Angebote den herkömmlichen Grundversorgungstarifen gegenübergestellt. Geht man davon aus, dass der Verbrauch eines Musterhaushaltes dem „Standardlastprofil“ privater Haushalte entspricht, ergibt der Kostenvergleich für 4000 kWh nur eine geringe Einsparung von durchschnittlich 18 Euro pro Jahr. Dabei fallen große Preisunterschiede zwischen den Versorgern auf. So ist der zeitvariable Tarif der Stadtwerke Münster bei gleichem Verbrauch 62 Euro teurer als der normale Grundversorgungstarif. Bei der Energiedienst AG hingegen ist der zeitvariable Tarif rund 120 Euro günstiger als die Grundversorgung. Um eine höhere Ersparnis zu erreichen, müssen die Kunden ihr Verbrauchsverhalten drastisch ändern. Wenn sie es schaffen, 10 Prozent (400 kWh) ihres Stromverbrauchs in die günstigeren Zeitzonen zu verlagern, werden die jährlichen Stromkosten um durchschnittlich 44 Euro reduziert. Um diese Einsparung gegenüber dem Grundversorgungstarif zu erzielen, muss das tägliche Leben jedoch dem Diktat des Stromzählers unterworfen werden. Um das Verbrauchsverhalten zu ändern, kann der Einsatz von Waschmaschine, Trockner, Geschirrspülmaschine und Bügeleisen noch am ehesten beeinflusst werden. Aber auch hier setzt die individuelle Wohnsituation oft enge Grenzen. Klassische Energiesparmaßnahmen und der Wechsel zu einem günstigeren Tarif des örtlichen Anbieters reduzieren die jährlichen Stromkosten weitaus deutlicher, ohne dass die Verbraucher ihr Verhalten ändern müssen. Bei den 100 untersuchten Anbietern kann durch den Wechsel von der Grundversorgung in den günstigsten verfügbaren Tarif (ohne Vorauskasse) eine durchschnittliche Ersparnis von 70 Euro erzielt werden. Mittel, für die Weiterentwicklung intelligenter Netze müssen die Netzstrukturen http://www.verivox.de/nachrichten/zeitvariable-stromtarife-lohnen-sich-bisher-kaum69965.aspx Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 12 von 16 National Materialforschung Karlsruher Institut für Technologie - KIT Gründung eines materialwissenschaftlichen Instituts Das KIT hat zur Bündelung der Kompetenzen in den Materialwissenschaften das Institut für Angewandte Materialien (IAM) gegründet. In Planung ist darüber hinaus die Einrichtung eines neuen Studiengangs. Mit dem IAM will das KIT deutschlandweit eine führende Rolle einnehmen. Das neue Institut bündelt die in großer Breite am KIT vorhandenen Forschungskompetenzen und macht sie nach außen hin besser sichtbar. Kompetenzen des IAM reichen dabei von der Werkstoffprozesstechnik über die Materialcharakterisierung und -prüfung bis zur Materialtheorie. Das neue Institut leistet maßgebliche Beiträge zu den KIT-Zentren NanoMikro und Energie sowie dem Schwerpunkt Mobilitätssysteme. Aktuell forschen die Wissenschaftler an Materialien für Lithium-Ionen-Batterien. Ziel ist die Entwicklung von Batterien mit erhöhter Leistungsund Energiedichte sowie verbesserter Sicherheit und Zuverlässigkeit für die Elektromobilität. Einen weiteren Schwerpunkt bilden Werkstoffe für den Einsatz unter extremen thermischen und mechanischen Beanspruchungen, wie sie in modernen Fahrzeug-Verbrennungsmotoren, Flugtriebwerken und Kraftwerksanlagen auftreten. Auch für zukünftige Kernfusionsreaktoren sind solche hochbelastbaren Materialien von Bedeutung. Am IAM werden die Verformungs- und Schädigungsprozesse dieser Hochtemperaturwerkstoffe unter einsatzähnlichen Bedingungen erforscht und Strategien zur Erweiterung ihrer Einsatzgrenzen entwickelt. Diese Arbeiten liefern wesentliche Grundlagen für ressourcenschonende Triebwerks- und Kraftwerkstechnologien und zur Minderung des CO2-Ausstoßes. Unter dem Dach des IAM wurden drei Institute, die in Helmholtz-Programmen aktiv sind, und drei Institute der Fakultät Maschinenbau zusammengefasst. Am IAM sind mehr als zehn Professorinnen und Professoren sowie mehr als 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter tätig. Zusätzlich soll die Einführung eines neuen Studiengangs die Materialforschung am KIT weiter stärken. Es ist geplant, zum Beginn des Wintersemesters 2011/2012 den Bachelor- und Master-Studiengang „Materialwissenschaft und Werkstofftechnik“ mit 70 Studienplätzen zu starten. Dieser ist ein Beitrag zum Ausbauprogramm 2012 des Landes Baden-Württemberg, das neue Studienplätze schafft. Hoch, da umfangreiche Berührungspunkte zu Energietechniken bestehen. http://www.kit.edu/besuchen/pi_2011_5765.php Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 13 von 16 National Photovoltaik Fraunhofer ISE Farbstoff-Solarzellen im Großformat Farbstoffsolarmodule sind eine noch junge Photovoltaik-Technologie, die sich in den letzten Jahren deutlich über den Labormaßstab hinaus entwickelt hat. Ihre Zielanwendung ist die Integration in die Gebäudehülle. Eine große Herausforderung bei der Entwicklung neuer Photovoltaik-Technologien stellt die Aufskalierung – also der Schritt von der Laborgröße in die industrielle Umsetzung – dar. Mit der weltweit ersten Herstellung 60 cm x 100 cm großer Farbstoffsolarmodule auf einem durchgehenden Substrat ist es Forschern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE jetzt gelungen, eine wichtige Hürde erfolgreich zu nehmen. In ausgedehnten Versuchsreihen gelang es den Freiburger Forschern, funktionsfähige Prototypen von großflächigen Farbstoffsolarmodulen auf Glas herzustellen. Erstmals wurde eine im Siebdruckverfahren integrierte Serienverschaltung der Zellen auf 60 cm x 100 cm realisiert, so daß eine aufwendige externe Verschaltung entfällt. Dadurch ist eine wesentliche Voraussetzung für die kostengünstige Aufskalierung und damit auch für die industrielle Umsetzung erfüllt. Die langzeitstabile Versiegelung erfolgt durch ein ebenfalls im Siebdruck aufgebrachtes Glaslot. Die Module eröffnen neue Gestaltungsmöglichkeiten für in Gebäude integrierte Solarfassaden sowie für dekorative Anwendungen. Auf 10 cm x 10 cm großen Farbstoffsolarmodulen erzielten die Fraunhofer-Forscher kürzlich einen solaren Wirkungsgrad von 7,1% auf der aktiven Fläche. Dabei wurden die gleichen Herstellungsverfahren wie bei den aufskalierten Modulen verwendet. Farbstoffsolarzellen sind elektrochemische Solarzellen und ähneln in ihrer Funktionsweise dem Primärprozess der Photosynthese. Sie lassen sich prinzipiell sehr einfach herstellen und sind ein Paradebeispiel für die Erforschung und Realisierung von funktionalisierten Nanomaterialien. Die Farbstoffsolarzelle basiert auf einer nanokristallinen Trägerschicht aus Titandioxid, die mit Farbstoffmolekülen besetzt wird. Eine kleine Menge eines gelierbaren Elektrolyten wird für den Transport der Ladungen eingesetzt. Die Herstellung der 60 cm x 100 cm großen Module erfolgte mit industrienahen Verfahren und Maschinen. Das Fraunhofer ISE befasst sich derzeit mit Plänen für eine Ausgründung, um erste Demonstrationsanwendungen realisieren zu können. Die Arbeiten am Fraunhofer ISE zu Farbstoffsolarmodulen werden im Rahmen von Verbundprojekten durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), die Europäische Kommission und das Umweltministerium Baden-Württemberg gefördert. Hoch, die gegegenüber kristallinen Solarzellen deutlich geringereren Wirkungsgrade sowie Fragen der Langzeitstabilität bedürfen weiterer Entwicklungen. http://www.ise.fraunhofer.de/presse-undmedien/presseinformationen/presseinformationen-2011/auf-dem-weg-in-die-fassadefraunhofer-ise-praesentiert-weltweit-groesstes-farbstoffsolarmodul-in-siebdruck Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 14 von 16 National Smart Grid Fraunhofer ISE Neues Testlabor SmartEnergyLab Eine Berührung auf dem Smartphone genügt, schon ist die Heizung zu Hause ein- oder ausgeschaltet. Was für den Normalverbraucher nach Zukunftsmusik klingt, ist für die Wissenschaftler vom Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg nichts Außergewöhnliches mehr. Im SmartEnergyLab, einem neuartigen Testlabor, untersuchen sie unter anderem, die Vernetzung und externe Bedienung verschiedener elektrischer Haushaltsgeräte. Vor allem in Wohngebäuden besteht ein großes Potenzial für intelligente Energiemanagementsysteme, die die dezentrale Energieerzeugung und den Verbrauch optimal auf das Stromnetz abstimmen: Wie lässt sich Strom aus der Sonne zu welcher Tageszeit am besten einsetzen? Wie die gewonnene Energie speichern und möglicherweise zu einem lukrativen Preis wieder ins Stromnetz einspeisen? Mit der Abbildung aller thermischen und elektrischen Energieflüsse bildet das Lab eine einzigartige Plattform, um Smart-Homes- und Smart-Grid-Lösungen für das Verteilnetz zu analysieren, zu bewerten und zu entwickeln. Ausgestattet ist das Testlabor sowohl mit regenerativen als auch mit elektrischen und thermischen Erzeugern und Speichern künftiger Ein- und Mehrfamilienhäuser. Es verfügt über eine inselfähige 5kW-KraftWärme-Kopplungsanlage, einen zwei Kubikmeter großen Schichtenpufferspeicher, einen Photovoltaik-Simulator, mehrere PV-Wechselrichter sowie diverse Inselwechselrichter, einen Lithium-Ionen-Speicher, eine Bleibatteriebank, eine Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge sowie weitere Apparaturen. Durch die Kombination virtueller und realer Komponenten können die Forscher nahezu jedes Energiesystem nachstellen. Innerhalb des jeweiligen Systems bewerten und evaluieren sie für den Kunden die Einsparpotenziale der Betriebsführung. Die Palette der Dienstleistungsangebote reicht von der „Integrationsbewertung thermischer und elektrischer Anlagen im System“ über „Funktions- und Kommunikationstests von Energiemanagementsystemen“ bis hin zur „Effizienzbewertung von Energiemanagement und Erzeugungsanlagen“. Energieversorger und Netzbetreiber aus der ganzen Bundesrepublik nutzen bereits das Know-how der Freiburger, um herauszufinden, welche Potenziale in der dezentralen Steuerung solcher Anlagen liegen. Tarifmodelle müssen bewertet und ihre Auswirkungen auf die Stromnetze untersucht werden. Hoch, treibt Smart-Home-Entwicklungen an. http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010-2011/15/smartenergylabintelligente-energiesysteme-im-test.jsp Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 15 von 16 International Solarenergie Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt - DLR Deutsch-Australische Forschungskooperation bei Solartechnik Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Australian Solar Institute (ASI) haben am 16. März 2011 in Berlin eine Forschungskooperation auf dem Gebiet der konzentrierenden Solartechnik vereinbart. Der Einsatz der Technik eignet sich vor allem in Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung, zu denen weite Teile Australiens gehören. Das DLR forscht seit mehr als 30 Jahren mit einem der größten Forscherteams weltweit auf dem Gebiet der konzentrierenden Solartechnik. Die australische Regierung hat mit ihrer Initiative für Erneuerbare Energien fünf Milliarden australische Dollar für Forschung, Entwicklung und Demonstration für CO2-arme Energietechnologien bereitgestellt. Das Australian Solar Institute wurde im Rahmen dieser Initiative gegründet, es unterstützt australische Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten auf dem Gebiet der Solarenergie mit insgesamt 150 Mio. australischen Dollar. Um ihre Ressourcen möglichst effektiv einzusetzen, wollen die Partner in Zukunft gemeinsame Forschungsprojekte durchführen und ihre Einschätzungen bezüglich der Chancen und Risiken der Technologien und Märkte austauschen. Weiterhin wollen sie sich bei internen Evaluationen und Projektbewertungen unterstützen und über den Austausch von Wissenschaftlern bei der Graduierten- und Postgraduierten-Ausbildung zusammenarbeiten. Die Partner wollen sich außerdem für die Einrichtung eines deutschaustralischen Forschungsförderprogramms auf diesem Gebiet einsetzen. Als einen ersten konkreten Schritt der Zusammenarbeit planen die Forscher ein beim DLR entwickeltes Reaktor-System zur solaren Umwandlung von Methan in Wasserstoff in der australischen Versuchsanlage im Solar Center Forschungsinstitut der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) in Newcastle aufzubauen. Vor Ort können sie dann seine Leistungsfähigkeit mit australischen Systemen vergleichen. Hoch. http://www.dlr.de/de/desktopdefault.aspx/tabid-6216/10226_read-29504/ Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt. Technik-Informationsdienst Energie des Projektträgers Jülich (TEDIE) Ausgabe 02/2011 Kategorie: Bereich: Quelle: Thema: Zusammenfassung: FuE-Relevanz: Verweise: 17. März 2011 Seite 16 von 16 International Turbinenentwicklung Sandia National Laboratories - Pressemitteilung Überkritisches Kohlenstoffdioxid in Gasturbinen Die Sandia National Laboratories haben eine Gasturbinensystem mit überkritischem Kohlenstoffdioxid für die Verwendung im Joule-Kreisprozess entwickelt. Die Effizienz der Umwandlung von thermischer Energie in elektrische Energie beträgt bis zu 50% bei Betriebstemperaturen von lediglich 250 - 300 Grad Celsius. Ziel ist die Entwicklung eines kompakten Turbinensystems, welches bei einer Baugröße von ca. vier Kubikmetern bis zu 20 MW Leistung bringt: Sandia National Laboratories researchers are moving into the demonstration phase of a novel gas turbine system for power generation, with the promise that thermal-to-electric conversion efficiency will be increased to as much as 50 percent. The system is also very compact, meaning that capital costs would be relatively low. Research focuses on supercritical carbon dioxide (S-CO2) Brayton-cycle turbines, which typically would be used for bulk thermal and nuclear generation of electricity, including next-generation power reactors. The goal is eventually to replace steam-driven Rankine cycle turbines, which have lower efficiency, are corrosive at high temperature and occupy 30 times as much space because of the need for very large turbines and condensers to dispose of excess steam. The Brayton cycle could yield 20 megawatts of electricity from a package with a volume as small as four cubic meters. Sandia currently has two supercritical CO2 test loops. Immediate plans call for Sandia to continue to develop and operate the small test loops to identify key features and technologies. Test results will illustrate the capability of the concept, particularly its compactness, efficiency and scalability to larger systems. Future plans call for commercialization of the technology and development of an industrial demonstration plant at 10 MW of electricity. A competing system, also at Sandia and using Brayton cycles with helium as the working fluid, is designed to operate at about 925 degrees C and is expected to produce electrical power at 43 percent to 46 percent efficiency. By contrast, the supercritical CO2 Brayton cycle provides the same efficiency as helium Brayton systems but at a considerably lower temperature (250-300 C). The S-CO2 equipment is also more compact than that of the helium cycle, which in turn is more compact than the conventional steam cycle. Under normal conditions materials behave in a predictable, classical, “ideal” way as conditions cause them to change phase, as when water turns to steam. But this model tends not to work at lower temperatures or higher pressures than those that exist at these critical points. In the case of carbon dioxide, it becomes an unusually dense “supercritical” liquid at the point where it is held between the gas phase and liquid phase. The supercritical properties of carbon dioxide at temperatures above 500 C and pressures above 7.6 megapascals enable the system to operate with very high thermal efficiency, exceeding even those of a large coalgenerated power plant and nearly twice as efficient as that of a gasoline engine (about 25 percent). The combination of low temperatures, high efficiency and high power density allows for the development of very compact, transportable systems that are more affordable because only standard engineering materials (stainless steel) are required, less material is needed, and the small size allows for advanced-modular manufacturing processes. Hoch. https://share.sandia.gov/news/resources/news_releases/brayton-cycle-turbines/ Hinweis: Für die Informationen besteht Haftungsausschluss. Die Weitergabe an Dritte darf ausschließlich über den Projektträger Jülich erfolgen. Darüber hinaus ist eine kommerzielle Nutzung oder Verwertung nicht erlaubt.