Ein­blick ins Herz von Kraft­werks­tur­bi­nen

Der Hochdruckbrennkammerprüfstand HBK5 bietet mit seiner thermischen Leistung von 125 Megawatt, die der Leistung von ca. 1000 Mittelklasse-PKW entspricht, im Bereich der Brennkammerprüfstände neue Entwicklungs- und Testmöglichkeiten. (Bild: DLR; CC-BY 3.0)

Der Hochdruckbrennkammerprüfstand HBK5 bietet mit seiner thermischen Leistung von 125 Megawatt, die der Leistung von ca. 1000 Mittelklasse-Pkw entspricht, im Bereich der Brennkammerprüfstände neue Entwicklungs- und Testmöglichkeiten. (Bild: DLR; CC-BY 3.0)

Am Tag der Luft- und Raumfahrt diesen Sonntag öffnet das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt seine Labore und Institute und bietet Einblick in seine Forschungsarbeit. Gemeinsam mit den Veranstaltungspartnern, der europäischen Raumfahrtagentur ESA, dem Flughafen Köln-Bonn und der Luftwaffe zeigt das DLR eine große Luftfahrzeugausstellung und das Astronauten-Trainingszentrum im European Astronaut Center EAC. Ein Highlight der Energieforschung des DLR ist ein neuer Prüfstand für große Kraftwerksturbinen, der erstmals an diesem Tag zu besichtigen sein wird. Zudem zeigen die Energieforscher, wie man Energie effizient speichert und aus Sonnenenergie rund um die Uhr Strom erzeugen kann.

In den Hochdruck-Brennkammerprüfständen des DLR-Instituts für Antriebstechnik wird das Herz von Turbinen, die Brennkammer, bis ins kleinste Detail getestet. Neue Brennkammertechnologien zünden hier das erste Mal, sowohl in Brennkammern für Flugzeugtriebwerke als auch für Turbinen von großen Kraftwerken zur Stromerzeugung. Dabei kommt nicht nur Kerosin zum Einsatz, sondern die Forscher erproben auch alternative Treibstoffe, etwa Wasserstoff. Zum Tag der Luft- und Raumfahrt öffnet erstmals der neue große Brennkammerprüfstand HBK5 seine Tore für die Öffentlichkeit. In einem angrenzenden Zelt können sich die Besucher in einer 3D-Umgebung durch eine virtuelle Triebwerksausstellung bewegen. Der Blick durch die Virtual-Reality-Brille zeigt dem Betrachter die Unterschiede zwischen modernen und älteren Triebwerken: Die Anlagen werden immer größer und nehmen beindruckende Dimensionen an.

Wie funktioniert ein Sonnenkraftwerk? Das erfahren die Besucher beim DLR-Institut für Solarforschung. Die Wissenschaftler hier arbeiten an großen Solarkraftwerken, bei denen Spiegel die Strahlen der Sonnen einfangen und fokussieren. Dort wo die Sonnenstrahlen zusammentreffen entstehen, wie bei einem Brennglas, hohe Temperaturen. Diese Wärmeenergie – bis zu 500 Grad Celsius – verdampft Wasser und treibt damit eine Turbine an. Der DLR-Sonnenofen, den die Besucher am Tag der Luft- und Raumfahrt besichtigen können, ist eine Forschungsanlage, an der neue Verfahren und Bauteile für Kraftwerke getestet und weiterentwickelt werden. Ein zirka sechzig Quadratmeter großer Spiegel konzentriert die Sonnenstrahlen auf eine Fläche von zehn mal zehn Zentimeter. Die so gebündelte Sonnenenergie erzeugt Temperaturen mit denen mühelos ein Tresor aufgeschmolzen werden kann. Neben der Herstellung von Strom arbeiten Wissenschaftler auch an Verfahren zur Herstellung von Treibstoffen, wie zum Beispiel Wasserstoff. Zu sehen sind am Veranstaltungstag auch die bis zu sechs Meter hohen Parabolspiegel, die in Solarkraftwerken in Spanien, den USA, Asien und Nordafrika zum Einsatz kommen und im Vorfeld beim DLR getestet werden.

Für einen effizienten Umgang mit Energie ist es wichtig, dass sie möglichst verlustfrei gespeichert werden kann, bis sie tatsächlich gebraucht wird. DLR-Energieforscher in Köln arbeiten vor allem daran, wie Wärmeenergie in Industrieprozessen aufgefangen und bei Bedarf wieder eingesetzt werden kann. Zum Beispiel können Hochtemperatur-Wärmespeicher in bestehenden Gas- und Dampfkraftwerken zum Einsatz kommen, ebenso wie in Solar- und Druckluftkraftwerken. Im CeraSorE-Gebäude zeigen Wissenschaftler des Instituts für Technische Thermodynamik, welche unterschiedlichen Möglichkeiten zur Speicherung von Energie in Form von Wärme aber auch Strom möglich sind.

Energie zum Mitnehmen gibt es dort tatsächlich auch: Kinder können sich in einem kleinen Plastik-Säckchen einen Taschenwärmer selbst basteln. Die Säckchen sind mit einem Salz (Natriumacetat-Trihydrat), Wasser und kleinen Knickblättchen gefüllt und verschlossen. Die Taschenwärmer werden vor Ort in kochendem Wasser „aufgeladen“ und lassen sich mit nach Hause nehmen. (Quelle: DLR)

Link: 20. September 2015: Tag der Luft- und Raumfahrt in Köln – allgemeine Informationen und Rahmenprogramm • DLR-Institut für Solarforschung • DLR-Institut für Technische Thermodynamik

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