Ziel der Entwicklung
Ziel des FuE-Vorhabens war es, einen Prototyp für eine Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage (KWK) auf Basis von Biomasse und ORC-Technologie im Leistungsbereich von 5…10 kWel zu entwickeln. Die Energiequelle für den thermodynamischen Kreislauf ist dabei ein Biomasse-Spezial-Heizkessel. Als erfolgreiche Umsetzung der Projektidee wurde ein KWK-Gesamtsystem entwickelt, das eine elektrische Leistung von 5 kWel erzielt. Die Innovation liegt dabei im Gesamtansatz, aus fester Biomasse in einem Komplettsystem elektrische und thermische Energie in diesem kleinen Leistungsbereich bereitzustellen.
Vorteile und Lösungen
Vor allem in kleinen Betrieben, beispielsweise der Galvanik, Landwirtschaft, Möbelindustrie oder auch Kleinst- Nahwärmenetzen besteht nahezu ganzjährig ein Bedarf an Wärme- und Elektroenergie. Das entwickelte System kann diesen Bedarf unter Nutzung fester Biomassen, vor allem im Grundlastbereich, decken. Es zeichnet sich durch eine thermische Leistung von 60 kWth (Niveau Vorlauf / Rücklauf 80 / 60°C) und einer elektrischen Leistung von 5 kWel aus und arbeitet mit Themoöl als Zwischen-Wärmeübertrager. Weitere technische Parameter, vor allem der ORC – Baugruppe sind:
- Druckniveau: Hochdruckseite 15,9 bar; Niederdruckseite: 2,5 bar
- Kältemittel: nicht brennbar, ungiftig, GWP: 1, ODP = 0
- Arbeitsmaschine: Turbine, 15.000 U/min
Um die strengen Vorgaben der 1. BImSchV zu erfüllen, ist das System mit einem Staub-Abscheider ausgerüstet und die Verbrennungstechnologie optimiert.
Zielgruppe und Zielmarkt
Nach Abschluss des Projektes wird aktuell die Forschungsarbeit fortgeführt, um die Leistungsfähigkeit der Anlage weiter zu erhöhen. Für das ILK Dresden ist die Entwicklung ein neuer Baustein für den Ausbau der Forschungsarbeit und Geschäftsbeziehungen auf dem Gebiet der Biomasse-Nutzung. Es bestehen bereits Kontakte zu Herstellern und Lieferanten, welche Interesse an der Entwicklung zeigen. Als übergeordnetes Ziel soll mit den Ergebnissen ein Protototyp bis hin zu einem marktreifen System entwickelt werden. Durch damit verbundene Vertragsforschung, Einzelentwicklungen, Lizenz- bzw. Transferverträge sowie Untersuchungen zur Leistungs- und Emissionscharaktersitik der Anlagen wird das ILK Dresden seinen Stand auf dem Wissensgebiet weiter festigen und ausbauen.