Energietechnik: Leistungssteigerung von Turbinen und Klimaschutz

Je dichter der weltweite Flugverkehr, umso höher die Ansprüche an die Flugzeugbauer. Um steigende Standards von Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Klimaschutz zu gewährleisten, müssen die Flugzeugbauteile ständig weiterentwickelt werden. Zu den Zielen der Flugzeughersteller gehört dabei die Reduktion des Treibstoffverbrauchs.

Erreicht werden kann dies unter anderem durch eine Erhöhung des Triebwerkswirkungsgrades, also der Effektivität des Triebwerks, was eine Steigerung der Temperatur am Turbineneintritt erfordert. Dies wiederum ist verbunden mit einer höheren Beanspruchung der Triebwerkskomponenten, wie beispielsweise der Turbinenschaufeln.

Herauszufinden, inwieweit sich die Belastung von Turbinenschaufeln ohne Sicherheitsverlust weiter steigern lässt, ist Gegenstand von Forschungsprojekten an der Technischen Universität Dresden (TUD). Untersucht wird hier unter anderem die Lebensdauer von Triebwerkskomponenten unter unterschiedlichen Bedingungen.

Die Beanspruchungen, denen Turbinen ausgesetzt sind, werden im Heißgasprüfstand des Instituts für Energietechnik nahezu realitätsgetreu simuliert. Dabei können Temperaturen bis zu 1.200 Grad Celsius erreicht und mechanische Belastungen bis zu 10 Tonnen herbeigeführt werden. Aus den gemessenen resultierenden Verformungen und Temperaturverteilungen lassen sich die gewünschten Aussagen zur Lebensdauer ableiten.

Ein weiterer Einsatzbereich von Gasturbinen sind Kraftwerke. Auch hier steigen die Anforderungen ständig. Die umweltschonende Produktion von Energie hat an dieser Stelle einen steigenden Eigenenergieverbrauch zur Folge. So kostet beispielsweise das Reinigen der Abgase und das Abspalten von CO2 zusätzliche Energie. Nur die Steigerung der Effektivität der Einzelanlagen garantiert hier eine zumindest gleichbleibende Effektivität des Kraftwerks gegenüber herkömmlichen Anlagen.

Kontakt:
Prof. Dr. Uwe Gampe
Institut für Energietechnik
Technische Universität Dresden
Helmholtzstraße 10
01069 Dresden
Tel: 0351 – 46 33 44 91
E-Mail: Uwe.Gampe@tu-dresden.de
Im Jahr seines 800. Jubiläums ist Dresden vom Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft als „Stadt der Wissenschaft 2006“ ausgezeichnet worden. Als vielfältigste Wissenschaftslandschaft im Osten Deutschlands verfügt Dresden über eine Infrastruktur von zehn Hochschulen, drei Max-Planck-, vier Leibniz- und elf Fraunhofer-Instituten. Hinzu kommen zahlreiche Transfereinrichtungen, Netzwerke, Kompetenzzentren sowie forschende Unternehmen. Mit der Reihe „Aktuelles aus der Forschung“ möchte das Projektbüro „Stadt der Wissenschaft 2006“ herausragende Projekte aus den Dresdner Wissenschaftseinrichtungen vorstellen und Ansprechpartner für die weitere Recherche bieten.