Gasturbinen

Gasturbinen

(Mikro-)Gasturbinen (MGT) spielen im zukünftigen Energiesystem insbesondere als dezentrale Kraft-Wärme-(Kälte)-Kopplungsanlagen eine bedeutende Rolle. Aufgrund ihrer Lastflexibilität können Gasturbinen die räumliche und zeitliche fluktuierende erneuerbare Stromerzeugung ausgleichen und somit einen wesentlichen Beitrag zur Integration der steigenden Stromproduktion aus Wind und Photovoltaik leisten.

Materialien zum Thema Gasturbinen

Unsere Expert*innen für Gasturbinen

eine Mikrogasturbine im Forschungslabor

Mikrogasturbine

Mikrogasturbine im Forschungslabor ©DLR

(Mikro-)Gasturbinen (mobil + stationär)

Ihre Brennstoffflexibilität ermöglicht sowohl den Einsatz von konventionellen Brennstoffen wie Erdgas als auch den Einsatz von regenerativen (z.B. regenerativ erzeugter Wasserstoff, Methan oder flüssige Kohlenwasserstoffe) und biogenen gasförmigen und flüssigen Brennstoffen (z. B. Biogas, Klärgas, Holzgas, Pyrolyseöl) bei äußerst geringen Schadstoffemissionen und gleichzeitig hoher Gesamteffizienz.

In Kombination mit einer Hochtemperaturbrennstoffzelle (MGT/SOFC Hybridkraftwerk) können elektrische Wirkungsgrade von 60% (Leistungsbereich < 100 kW) bis 70 % (Leistungsbereich > 1 MW) erreicht werden. Somit zählt das Hybridkraftwerk langfristig zu den Kraftwerkskonzepten mit den höchsten erreichbaren elektrischen Wirkungsgraden.

Innovative Kraftwerksprozesse (zum Beispiel auf Basis des invertierten Brayton Kreisprozesses) ermöglichen Mikrogasturbinen-Blockheizkraftwerk-Systeme mit elektrischen Leistungen kleiner 3 kW zum Einsatz im Einfamilienhaus. Weitere Konzepte wie die Kopplung von Gasturbine und Solarreceiver ermöglichen die tageszeit- und witterungsunabhängige Bereitstellung von elektrischer Energie bei hoher Nutzung der Solarstrahlung.

Zusätzlich eignen sich Mikrogasturbinen aufgrund der Leistungsdichte, Gewicht und Bauraum als „Auxilary Power Unit“ oder „Range Extender“ im Transportbereich

Forschungs- und Entwicklungsbedarf für dezentrale (Mikro-)Gasturbinen

  • weitere Verringerung der Minimallast
  • Optimierung des Teillastbetriebs hinsichtlich elektrischer Effizienz und der CO-Emissionen
  • Erweiterung der Brennstoffflexibilität hinsichtlich des Betriebs mit reinem Wasserstoff, biogenen Schwachgasen und flüssigen regenerativen Speicherstoffen, sowie schwierigen biogenen Stoffen (z. B. Pyrolyseöl)
  • Entwicklung von Brennersystemen für große Heizwertbereiche (z. B. brennstoffflexible Brenner für den Einsatz von Erdgas und biogenen Schwachgasen)
  • Entwicklung mehrstufig aufgeladener Prozesse und innovativer Kraftwerkskonzepte, die bei geringem Schadstoffausstoß und hoher Effizienz neue Anwendungsfelder eröffnen:
    – Hybridkraftwerk mit Kopplung von Mikrogasturbine und Brennstoffzelle für höchsten elektrischen Wirkungsgrad
    – invertierter Brayton Kreisprozess für Einfamilienhaushalte
    – solare Gasturbine zur Einbindung von solarer Wärme
  • Effizienzsteigerung durch Optimierung der Einzelkomponenten und Einsatz neuer Materialien (keramische Bauteile, Beschichtungen)
  • Erhöhung der Lebensdauer insbesondere der hochbelasteten Heißgaskomponenten in Bezug auf erhöhte Anzahl der Startvorgänge und Lastwechsel
  • Reduktion der Herstellungskosten insbesondere der hochbelasteten Heißgaskomponenten

Aktuelle Materialien

Hier sehen Sie einzelne Artikel zum Thema „Mikrogasturbinen“. Eine komplette Übersicht über alle Publikationen finden Sie im Publikationsbereich.

Artikel aus "Themenhefte"

Themen 2014: Forschung für die Energiewende – Phasenübergänge aktiv gestalten

Gasturbinen
Kostenfrei bestellen

Das Energiesystem durchläuft auf seinem Weg zu einer nachhaltigen Versorgung verschiedene Phasen und verändert sich dabei in seinen technischen, ökonomischen…

Schlüsselmaterialien für Technologiedurchbrüche

Gasturbinen

Themen 2013: Forschung für ein nachhaltiges Strom-Wärme-System

Gasturbinen
Kostenfrei bestellen

In den bevorstehenden Phasen der Energiewende wird es darauf ankommen, die Komponenten des Energiesystems optimal aufeinander abzustimmen, um die energiepolitischen…

Solare Kraft-Wärme-Kopplung: Baustein für ein nachhaltiges Strom-Wärme-System?

Gasturbinen

Artikel aus "Programmbroschüren"

Gasturbinen

Gasturbinen

     

Forschungsziele 2019

Gasturbinen
Kostenfrei bestellen

Diese Broschüre informiert über die Forschungsthemen im FVEE zu: Energiebereitstellung Systemkomponenten Energienutzung Energiesystemgestaltung Außerdem finden Sie hier die Ziele des…

Loading...

Expert*innen

DLR

Dr. Peter Kutne

Gasturbine und KWK-Konzepte
DLR
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Linder Höhe, 51147 Köln
Kontakt

KIT

Prof. Dr.-Ing. Hans-Jörg Bauer

KIT
Karlsruher Institut für Technologie
Kaiserstraße 12, 76131 Karlsruhe
Kontakt