DLR und Uni Stuttgart wollen neues Hybrid-Kraftwerk entwickeln

Als besonders aussichtsreiches Konzept für die Stromproduktion der Zukunft gilt unter Experten die Entwicklung eines Hybrid-Kraftwerks. Die Kombination aus Hochtemperatur-Brennstoffzelle (SOFC) und Gasturbine verspricht hohe Effizienz bei niedrigem Schadstoffausstoß. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Universität Stuttgart werden ihre Kompetenzen auf diesem Gebiet jetzt bündeln und wollen damit eine internationale Führungsrolle in dieser Kraftwerkstechnologie einnehmen.
 
Die dazu erfolgte Gründung eines virtuellen Instituts wird gefördert von der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren mit 720.000 Euro. Als strategische Partner sind der Kraftwerkshersteller Siemens Westinghouse und der Stromlieferant EnBW beteiligt. Bis wird der Bau eines Demonstrationskraftwerks für spätere, kommerziell betriebene Hybrid-Kraftwerke angestrebt.

Virtuelles Institut „Hybrid-Kraftwerk“ bündelt Kompetenzen

Angesichts der weltweit erwarteten Steigerung des Strombedarfs von etwa 70 Prozent in den kommenden zwei Jahrzehnten seien zusätzliche Kraftwerkskapazitäten erforderlich, so das DLR. Um eine nachhaltige Elektrizitätsversorgung zu erreichen, müssten jedoch die Wirkungsgrade verbessert, die Schadstoffe minimiert und alternative Technologien entwickelt werden. In dem virtuellen Institut „Hybrid-Kraftwerk“ bündeln die Stuttgarter DLR-Institute für Verbrennungstechnik und für Technische Thermodynamik sowie das Institut für Luftfahrtantriebe der Universität Stuttgart ihre Kernkompetenzen mit Partnern aus der Wirtschaft. Das Arbeitsprogramm umfasst grundlegende wissenschaftliche Fragestellungen zu den Einzelkomponenten und deren Integration in die Gesamtanlage bis hin zur Realisierung eines kommerziellen Hybrid-Kraftwerks.

Fernziel: Demonstrationskraftwerk im Megawattbereich

In der ersten Projektphase, die zunächst auf drei Jahre festgelegt ist, wollen die Wissenschaftler unter anderem das Betriebskonzept erstellen sowie ein echtzeitfähiges Modell und die Regelung des Hybrid-Kraftwerks erzeugen. Als Ausstattung steht die im DLR-Institut für Verbrennungstechnik betriebene Mikrogasturbine samt Laboreinrichtung zur Verfügung. Siemens-Westinghouse liefert die SOFC-Brennstoffzelle mit einer Leistung von 5 Kilowatt, das DLR-Institut für Technische Thermodynamik betreibt die dafür notwendige Mess- und Prüftechnik in neu eingerichteten Labors. Die Partner der Universität Stuttgart bauen das Regelungssystem für die Gesamtanlage auf. Im weiteren Verlauf der Zusammenarbeit planen die Wissenschaftler die reale Kopplung des Kraftwerkaufbaus auf dem Areal des DLR in Stuttgart. Fernziel ist ein Demonstrationskraftwerk im Megawattbereich an einem geeigneten Standort unter der Betriebsleitung des Energieversorgers. Aufbauen können die Wissenschaftler für ihre Entwicklungsarbeiten auf ersten Erfahrungen von Siemens-Westinghouse im Betrieb eines Hybrid-Kraftwerks.

SOFC-Brennstoffzelle plus Mikrogasturbine

Das Prinzip des Hybrid-Kraftwerks sieht vor, die SOFC-Brennstoffzelle mit einer Gasturbine zu koppeln. Die hohe Abluft-Temperatur der SOFC-Brennstoffzelle sowie das Druckgefälle werden dabei in der nachgeschalteten Turbine nochmals zur Stromerzeugung genutzt. Dadurch lassen sich die Effizienz und der Wirkungsgrad der Gesamtanlage gegenüber den Einzelkomponenten weiter steigern. Sprecher des virtuellen Instituts ist Prof. Dr. Manfred Aigner vom DLR-Institut für Verbrennungstechnik in Stuttgart. Die Fördermittel der Helmholtz-Gemeinschaft von insgesamt 720.000 Euro für drei Jahre teilen sich zu einem Drittel die DLR-Institute und zu zwei Dritteln die Universität Stuttgart.

03.04.2006   Quelle: DLR   Solarserver.de   © EEM Energy & Environment Media GmbH