Die TU Dresden entwickelt mit Industriepartnern einen neuartigen Dampfturbogenerator

Hochtourig zur TERRATEC

Seit Dezember 2001 existiert ein Forschungsprojekt, in dem die TU Dresden zusammen mit ihren Projektpartnern, der AG KK&K Frankenthal, RWE Piller GmbH Osterode und der DREWAG – Stadtwerke Dresden GmbH eine neuartige Dampfturbine entwickelt. Hauptförderer des Vorhabens ist die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU). Das Ziel ist die Entwicklung und Konstruktion einer Versuchsanlage im Heizwerk Dresden Reick. Hier soll ein hochtouriger Dampfturbogenerator der AG KK&K und der RWE Piller GmbH zum Einsatz kommen, der ohne mechanisches Getriebe in direkter Verbindung von Turbine und Generator arbeitet. Hinzu kommt eine innovative leistungselektronische Umrichtertechnik, die netzkonformen Strom (50/60Hz) erzeugt und einen Betrieb mit variabler Drehzahl garantiert. Die Idee zu diesem Projekt entstand am Lehrstuhl für Energiesystemtechnik und Wärmewirtschaft der TU.
Wissenschaftler um Professor Joachim Zschernig und Professor Henry Güldner erarbeiteten ein Konzept für einen Turbogenerator mit 500 kWel.

Ein wichtiges Anliegen ist es, den Teillastwirkungsgrad (=Wirkungsgrad bei verminderter Leistungsabgabe) der Turbine zu verbessern. Dafür sind die Erstellung einer „Drehzahl-Leistung-Kennlinie“ sowie die Erarbeitung eines Regelkonzeptes notwendig. Durch den Wegfall des mechanischen Getriebes und dem Einsatz eines pneumatischen (= mit Druckluft) Regelventils kann eine fast ölfreie Anlage erstellt werden. Deren Leistungsgröße ist ideal für die Anwendung im Bereich Biomassen – KWK (= Kraft- Wärme – Kopplung).

Nach der Entwicklung eines Prototyps steht vor allem die praktische Erprobung und Optimierung der Anlage im Mittelpunkt. Die optimale Drehzahl der Turbine und die neu ausgestattete Leistungselektronik stehen im Blickpunkt der Forschung. Die Vorteile liegen klar auf der Hand. Während mechanische Getriebe einen hohen Investitions- und Platzaufwand mit sich bringen, führt der Einsatz elektronischer Getriebe zu einer höheren Effizienz (=verringerten Kohlendioxidbelastung) bei gleichzeitig sinkenden Anlagenkosten. Die Attraktivität des Produktes „Dampfturbine“ steigt auf dem nationalen und internationalen Markt stetig an, besonders im Bereich der dezentralen Nutzung von Biomasse / Reststoffen sowie fossiler Brennstoffer (z.B. Erdgas).

Die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Fakultäten Maschinenwesen und Elektronik der TU Dresden hat es in dieser Form bisher nicht gegeben. Da die Anlage in den Sommermonaten nicht ausreichend mit Dampf versorgt werden kann, ist der Beginn des regulären Versuchsbetriebes spätestens für Oktober 2003 geplant.