Logo Leibniz Universität Hannover
Logo: Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik
Logo Leibniz Universität Hannover
Logo: Institut für Turbomaschinen und Fluid-Dynamik
  • Zielgruppen
  • Suche
 

Qualifizierung von Prüfständen für den Betrieb am CMG

Europäische Union
Europäischer Fonds for regionale Entwicklung

Zur erfolgreichen Transformation des Energieversorgungssystems, hin zur nachhaltigen und emissionsfreien Energieerzeugung, sind ergänzend zu den Wandlern regenerativer Energien (z.B. Photovoltaik- und Windenergieanlagen) auch solche Energieanlagen erforderlich, die Deckungslücken in der Netzeinspeisung abdecken können. Deckungslücken in der Netzeinspeisung treten auf, weil die durch erneuerbare Energien gelieferten Energiemengen nicht vollständig planbar sind. Der Ausbau von Windenergie- und Photovoltaikanlagen (gemäß den Zielen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes 2020 auf mindestens 35 % und 2050 auf mindestens 80 %) wird den Anteil dieser volatilen Stromerzeugung daher weiter steigern. Wie aus skalierten Daten für das Jahr 2022 deutlich wird, wird je nach Jahreszeit, Wochentag und Tageszeit nahezu die vollständig benötigte Last zeitweilig durch Wind- und Photovoltaikanlagen, zeitweilig aber durch konventionelle Erzeuger bereitgestellt werden. Dies hat zur Folge, dass fast die gesamte Leistung durch konventionelle Erzeuger vorgehalten werden muss, die wiederum eine entsprechende Flexibilität aufweisen müssen. So werden 2020 innerhalb einer Stunde auszugleichende Lastgradienten von bis zu 15 GW/h erwartet.

Grundlagenforschung für genau diese Energieanlagen sollen ab Ende 2019 im neuen Campus Maschinenbau Garbsen (CMG) im Forschungsverbund „Dynamik der Energiewandlung“ (DEW) so zielgenau erfolgen, dass sie in die Produktentwicklung einfließen können. Insgesamt entstehen auf dem neuen Maschinenbaucampus acht Gebäude, in welchen in Zukunft alle (zurzeit 18) Institute der Fakultät für Maschinenbau der LUH an dem Standort vereint sein. Etwa 5.300 Studierende und Beschäftigte werden auf dem Maschinenbau-Campus lernen, lehren, forschen und arbeiten.

Während bisher die Fokussierung der Forschung und Auslegung von Energieanlagen auf stationäre Volllast-Betriebspunkte mit singulär hohen Wirkungsgraden lag, ist jetzt ein Paradigmenwechsel erforderlich, der einen langfristigen Prozess darstellt. Entscheidend für die erfolgreiche Umsetzung der von Forschungsarbeiten des CMG/DEW ist die gemeinsame Nutzung der Forschungsinfrastruktur in den Bereichen Experiment, Simulation und Optimierung. Auf experimenteller Seite ermöglicht die EFRE finanzierte „Kompressorstation zum dynamischen Antrieb von Turbomaschinen- und Kraftwerksprüfständen“ die Zusammenführung der an den Instituten vorhandenen Versuchsträger zu einem, den neuen Anforderungen der Erforschung dynamischer Vorgänge gerecht werdenden Versuchsfeld. Zusätzlich zur Schaffung des Technikums im Versuchsfeld ist die räumliche Zusammenführung der interdisziplinären Arbeitsgruppen ein entscheidender Faktor für eine effiziente, zielgerichtete und erfolgreiche Zusammenarbeit. Die so mögliche fachübergreifende informelle Kommunikation der Wissenschaftler/-innen im DEW fördert das gegenseitige Verständnis über die eigenen Fachgrenzen hinaus und erleichtert so die Identifikation und Definition der Schnittstellen. Diese sind insbesondere im für die Kopplung der einzelnen Energiewandlungsprozesse unter Berücksichtigung des Zusammenspiels der Strom- und Gasnetze sowie wirtschaftswissenschaftlicher Fragestellungen essentiell.

Zur Erreichung der genannten Zielsetzungen einer Prüfstandsinfrastruktur auf dem technologischen Stand der industriellen Anwender und der stark anwendungsorientierten Forschung besteht ein erheblicher Anpassungs- und Erneuerungsbedarf der Prüftechnik der einzelnen Institute. Dieser beinhaltet unter anderem folgende Komponenten:

  • An- und Abtriebstechnik für skalierte Turbomaschinenprüfstände
  • Zentrales Öl- und Sperrluftkonditionierungssystem
  • Zentrale und Übergeordnete Leit- und Sicherheitstechnik sowie Automatisierung
  • Aktive Komponenten Messnetz (autarkes Netzwerk zur Kommunikation und Messwerterfassung)

Diese Komponenten werden über das EFRE Projekt „Qualifizierung von Prüfständen für den Betrieb am CMG“ (Akronym: QvP) finanziert und dienen der Spitzenforschung auf dem Bereich zukünftiger Energiewandlersysteme.

 

Projektnummer ZW 6 - 85026664