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Turbo-Keramik steigert Wirkungsgrad

Neue Werkstoffe für die Kraft-Wärme-Kopplung
Turbo-Keramik steigert Wirkungsgrad

Turbo-Keramik steigert Wirkungsgrad
Durch die neue Hochleistungskeramik sollen die Spaltverluste in Mikrogasturbinen verringert werden, weil höhere Temperaturen in der Brennkammer möglich sind. Der neue Werkstoff verspricht auch gegenüber Verschleißangriffen noch resistenter zu sein Bild: Fraunhofer IFF
Heute werden Gas betriebene Turbinen noch komplett aus Stahl hergestellt. Weil auch hier die Entwicklung vorangetrieben wird, arbeiten Fraunhofer-Forscher jetzt an zukünftigen Turbinenbauteilen aus Keramik. Denn dieser Werkstoff verspricht bessere Voraussetzungen, den Wirkungsgrad von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen deutlich zu steigern. Ein weiterer Vorteil: Es können dann nicht nur fossiles Erdgas, sondern auch regenerative Energieträger wie Synthesegas, hergestellt aus Biomasse, eingesetzt werden.

Ob Privathaushalt, Stadtwerk oder Industriebetrieb: Wer Strom und Wärme benötigt, erzeugt diese meist mit Kraft-Wärme-Kopplungsprozessen. Heutzutage werden solche Anlagen überwiegend noch mit Verbrennungsmotoren betrieben. Doch sind Verschleiß und Wartungskosten hoch. Eine Alternative dazu sind mit Gas betriebene Turbinen. Auch wenn ihre Investitionskosten noch höher liegen, sind sie doch wesentlich verschleißärmer und versprechen eine sehr viel höhere Lebensdauer. Doch ein entscheidender Nachteil, der heute im dezentralen Leistungsbereich verfügbaren Turbinen, liegt in ihrem noch relativ geringen Wirkungsgrad und der Begrenzung auf den Brennstoff Erdgas.

Daher arbeiten Fraunhofer-Forscher im Projekt »TurboKeramik« aus Magdeburg, Berlin, Dresden und St. Augustin gemeinsam daran, mit neuen leistungsfähigen Werkstoffen den elektrischen Wirkungsgrad zu steigern. Die neue Hochleistungskeramik soll die Spaltverluste in Mikrogasturbinen verringern und höhere Temperaturen in der Brennkammer ermöglichen. Der neue Werkstoff verspricht auch, gegenüber Verschleißangriffen noch resistenter zu sein. „Mit dem Projekt „TurboKeramik“ haben wir die Chance, moderne Hochleistungswerkstoffe und Fertigungstechnologien zu entwickeln und damit effiziente Wirkungsgrade bei der Energiewandlung zu erreichen. Wir versprechen uns davon, einen Markt für Gasturbinen im dezentralen Leistungsbereich, insbesondere auch für den Synthesegaseinsatz, zu erschließen“, erklärt bei der Vorstellung des neuen Werkstoffes Dr.-Ing. Matthias Gohla, der Projektverantwortliche vom Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF bei einem Treffen der Projektpartner in Magdeburg.
Hans-Ulrich Tschätsch, Fachjournalist in Essen
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