Einsatz von Fluidgemischen zur Erhöhung des elektrischen Wirkungsgrades von ORC-Prozessen in ausgewählten Anwendungsbereichen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dieter Brüggemann
• Fachliche Zuordnung: Technische Thermodynamik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 159298697

Bei der dezentralen Stromerzeugung z.B. aus Biomasse, Solarenergie oder industrieller Abwärme werden häufig Wärmequellen in einem typischen Temperaturbereich von etwa 150 °C bis etwa 350 °C mit Hilfe des Organic Rankine Cycle (ORC) genutzt. Ziel dieses Forschungsantrags ist es, die Effizienz des ORC-Prozesses signifikant zu steigern. An Stelle der hierfür derzeit eingesetzten Reinstoffe (meist Siloxane oder Kohlenwasserstoffe) sollen in diesem Projekt Gemische von Fluiden mit geringen Siedepunktsunterschieden als voraussichtlich bessere Arbeitsmittel untersucht werden. Hierbei werden ein nicht-isothermer Phasenübergang sowie eine erhöhte Druckdifferenz erreicht, ohne eine Fraktionierung der Komponenten vor der Turbine vorsehen zu müssen. Eine Vorauswahl aussichtreicher Gemische erfolgt hinsichtlich thermodynamischer, ökonomischer und ökologischer Kriterien. Anhand von Kreisprozess-Simulationen werden besonders effiziente Gemische und Konzentrationsverhältnisse für die jeweiligen Einsatzgebiete ermittelt. Wärmeübergangskoeffizienten bei Verdampfung und Kondensation der ausgewählten Gemische werden experimentell bestimmt. Die Ergebnisse fließen schließlich in Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen ein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen