Neue Lösung zur Nutzung des Organic Rankine Cycle

Das neue Organic Rankine Cycle (ORC)-Modul von Siemens.

Das neue Organic Rankine Cycle (ORC)-Modul von Siemens.

Siemens hat eine Technologie entwickelt, um aus bisher ungenutzter Abwärme Strom zu erzeugen. Die Lösung nutzt Silikonöle, die im Vergleich zu Wasser eine niedrigere Verdampfungs­enthalpie haben. Hintergrund ist, dass die in Industrie­anlagen oder Kraft­werken anfallende Abwärme oft nicht genug Energie besitzt, um eine Turbine mit Wasser­dampf zu betreiben. Siemens stellte das sogenannte Organic Rankine Cycle Modul kürzlich vor. Hier treibt das Arbeitsmedium eine Turbine an, kühlt ab und geht wieder in seinen flüssigen Anfangs­zustand über. So lässt sich ohne zusätzlichen Einsatz von Energie oder Rohstoffen und ohne zusätzliche Kohlendioxid­emissionen Strom erzeugen.

Konventionelle Kraftwerke verwandeln üblicherweise nur etwa fünfzig Prozent der eingesetzten Brennstoff­energie in Strom, die Abwärme wird meist über einen Kühlturm abgeführt. Auch beispielsweise in der Chemie-, Glas-, Papier- oder Stahl­industrie fällt eine Menge Abwärme an. Oft wird sie genutzt, um andere Substanzen vorzuwärmen. Ist das nicht möglich und ist die Abwärme-Temperatur für den Betrieb einer konventionellen Dampf­turbine zu niedig, „verpufft” die wertvolle Energie.

Siemens-Ingenieure verwandeln diese Energie nun mit Hilfe von Silikonölen in Strom. Diese Öle haben eine wesentlich niedrigere Verdampfungs­enthalpie als Wasser und lassen sich schon mit etwa 300 Grad heißer Abwärme nutzen. Das Organic-Rankine-Cycle-Modul leitet sich vom Rankine-Zyklus ab, einem geschlossenen Kreislauf für mit Wasserdampf betriebene Kraftmaschinen, nur dass hier organische Silikonöle als Arbeitsmedium dienen. Das Öl nimmt über einen Wärme­tauscher die Abwärme­energie auf. Es verdampft, treibt eine Turbine an, wird in einem Kondensator wieder vollständig verflüssigt und zum Verdampfer zurückgepumpt. Die beim Abkühlen freiwerdende Wärme wird ebenfalls für das Vorwärmen des Öls zurückgewonnen.

Das ORC-Modul hat eine Leistung von bis zu zwei Megawatt -mittelfristig sollen Varianten mit höheren Leistungen dazukommen. Herzstück des Moduls ist die bewährte Dampfturbine SST-060, die bereits über 850 Mal erfolgreich installiert wurde. Das verwendete Silikonöl ist chlorfrei und nicht toxisch.

Insgesamt sind die Investitionskosten sowie der Wartungs­aufwand für ein ORC-Modul vergleichsweise gering. Sein Betrieb ist gegenüber konventionellen, mit Wasserdampf betriebenen Turbinen einfacher, unter anderem wegen den geringeren Temperaturen und Drücke. Das ORC-Modul hat einen Automatik-Modus und benötigt kein zusätzliches Personal. Damit bietet es eine sehr wirtschaftliche Möglichkeit, Energie-Rohstoffe effizienter zu nutzen. (Quelle: Siemens)

Link: Siemens Energie

 

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