Gestern, am 5. November 2015, wurde das Zittauer Kraftwerkslabor (ZKWL) im Beisein des Sächsischen Staatsministers der Finanzen, Prof. Dr. Georg Unland, feierlich eingeweiht. „Die Hochschule Zittau/Görlitz sei ihm sehr gut für ihre exzellente Lehre und Forschung auf dem Gebiet der Energie- und Umwelttechnik bekannt," so der Staatsminister in seiner Ansprache. Bei dem anschließenden Rundgang im Zittauer Kraftwerkslabor zeigte er großes Interesse an den Versuchsanlagen und ließ sich diese ausführlich erläutern.

 

Mit dem Aufbau des ZKWL wurde am 5. September 2011 begonnen. Drei Großversuchsanlagen wurden errichtet und in den letzten Monaten bereits erfolgreich auf ihre Funktionsfähigkeit getestet. 

Bei den Großversuchsanlagen handelt es sich um einen Magnetlagerversuchsstand (MFLP), eine moderne Druckhalterversuchsanlage und einen thermischen Speicher (THERESA) sowie ein Thermochemisches Versuchsfeld (TCV II).

Die Gesamtkosten für die drei Projekte belaufen sich auf 7 Mio. Euro, von den 6,3 Mio. EURO aus EFRE-Mitteln stammen. An der Finanzierung ist die Hochschule Zittau/Görlitz mit 10% beteiligt. Hinzu kommen noch einmal ca. 1 Mill. EURO an Baukosten für die Ertüchtigung der Halle. Zudem unterstützen die Stadtwerke Zittau GmbH aktiv dieses Vorhaben. Es ist damit die größte Forschungsinvestition seit Gründung der Hochschule Zittau/Görlitz im Jahr 1992.

„Wir freuen uns sehr, dass wir dieses umfangreiche Vorhaben jetzt erfolgreich abschließen konnten und unsere Forschungen auf dem Kompetenzfeld „Energie und Umwelt“ intensivieren können“, so der Rektor Prof. Friedrich Albrecht. „Mit diesem Forschungslabor werden die für den Hochschulstandort Zittau traditionellen Lehr- und Forschungsgebiete weiter gestärkt. Das schließt zum einen die energieorientierten Studiengänge der Zittauer Fakultäten ein und zum anderen ist damit der Ausbau von Forschung und Entwicklung in diesem Themenfeld vorgezeichnet.“

Der Direktor des

Instituts für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik

, Prof. Dr.-Ing. Frank Worlitz, der für das Gesamtprojekt verantwortlich zeichnete, führt dazu aus: „Im "Zittauer Kraftwerkslabor" wurden moderne Versuchsanlagen für die Lehre und die Forschung aufgebaut. Zukünftig werden davon insbesondere die Studiengänge "

Energie- und Umwelttechnik

" sowie der noch junge Studiengang "

Automatisierung und Mechatronik

" profitieren. In seiner Rede dankte er allen am Projekt Beteiligten für die Unterstützung, allen voran der Stadtwerke Zittau GmbH, den am Aufbau beteiligten Unternehmen und den in den Projekten tätigen Mitarbeitern, ohne die diese umfangreiche Aufgabe nicht zu meistern gewesen wäre.

Das Großprojekt "Zittauer Kraftwerkslabor" wird gefördert mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und des Freistaates Sachsen.

Einen weiteren Höhepunkt der Veranstaltung bildete die Auszeichnung mit dem „Prof. Hans-Joachim Hildebrand-Preis“. In diesem Jahr wurde dieser an die Projektgruppen im Zittauer Kraftwerkslabor für ihre überragende Arbeit beim Aufbau des Labors verliehen.

Mit der Vergabe des „Prof. Hans-Joachim Hildebrand-Preis“ werden wissenschaftliche Leistungen auf den Gebieten der Energietechnik und der Energiewirtschaft gewürdigt und prämiert, die neuartige theoretische und praxisnahe Erkenntnisse ausweisen oder bei denen durch Anwendung bekannter oder modifizierter Gesetzmäßigkeiten erhebliche technische und/oder ökonomische Effekte erzielt werden oder die zur Herausbildung einer wissenschaftlichen Schule geführt haben. Der Gründungsrektor der Ingenieurhochschule Zittau, der heute, am 6. November 2015 seinen 100. Geburtstag begehen würde, stiftete diesen Preis 1988.

Zu den einzelnen Projekten:

Projekt 1: Erhöhung der Energieeffizienz von Turbomaschinen in Kraftwerksanlagen durch innovative Lagerkonzepte (MFLP)

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Frank Worlitz

Gesamtziel: Steigerung der Energieeffizienz von Turbomaschinen durch die Erhöhung des Wirkungsgrades beim Einsatz innovativer Lagerkonzepte 

Motivation: Konventionelle Lagerungen verursachen energetische Verluste durch Reibung bzw. durch die notwendige Ölschmierung. Bei Magnetlagern schwebt der Rotor in einem Luftspalt ohne mechanische Berührung. Auf diese Weise lassen sich die Verluste bis auf 5% der Lagerverluste von Gleitlagern senken. 

In Deutschland und weltweit wird längst die magnetische Lagerung von Rotoren in Dampfturbinen, Kompressoren und auch von Offshore-Windanlagen in die Überlegungen einbezogen. Die Lösung für hohe Temperaturen und/oder aggressive Atmosphäre in diesem Bereich liegt in der Entwicklung einer Hochtemperatur-Magnetlagerung. 

Mit diesem Projekt sollen die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen erarbeitet werden.

Neben den theoretischen Arbeiten wurde ein Versuchsstand für experimentelle Untersuchungen von Magnet- und Fanglager unter realitätsnahen Bedingungen entwickelt und aufgebaut. 

Mit den Forschungsergebnissen wird es möglich, Magnetlagerungen auf spezifische Maschinen und die zu erwartenden Prozessbedingungen optimal abzustimmen.

 

Projekt 2: Energieeffizienzsteigerung in thermischen Energieanlagen (THERESA)

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Alexander Kratzsch, Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Kästner

Gesamtziel: Die globale Zielstellung des Vorhabens ist die Schaffung der wissenschaftlich-technischen Grundlagen für die Anwendung thermischer Energiespeicher mit dem Ziel der Energieeffizienzsteigerung thermischer Prozesse (Kraftwerksprozesse).

Motivation: Aufgrund der aktuellen Energiepolitik in Deutschland kommt es zu neuen und stark wechselnden Anforderungen an den bestehenden Kraftwerkspark und die Übertragungsnetze. Durch den enormen Zubau regenerativer Energiebereitstellungsformen müssen insbesondere thermische Kraftwerksanlagen in der Lage sein, hoch flexibel auf den stark volatil bereitgestellten Strom aus regenerativen Quellen zu reagieren. Mit dem Vorhaben „Energieeffizienzsteigerung in thermischen Energieanlagen“ wird ein Beitrag dazu geleistet, thermische Kraftwerke auch zukünftig kosten- und energieeffizient betreiben zu können und dabei das Versorgungsnetz zu stabilisieren. Als Lösungsweg wird der Einsatz von thermischen Energiespeichern in thermischen Kraftwerken, motiviert durch erste Erfahrungen bei Parabolrinnenkraftwerken, favorisiert. Im Rahmen der Vorhabensbearbeitung wurde zur Erreichung der Ziele die Großversuchsanlage THERESA (Thermische Energiespeicheranlage) geplant, errichtet und in Betrieb genommen. Mit Hilfe der Versuchsanlage werden die erforderlichen experimentellen Untersuchungen durchgeführt. Charakteristische Lasttransienten von Kraftwerken werden mit Hilfe von thermodynamischen Simulationscodes nachgebildet. Daraus erfolgt die Ableitung von Schlussfolgerungen für die Auslegung und den Betrieb der Energiespeicher. Zu der Modellierung und Simulation von thermischen Energiespeichern kommen u. a. Soft Computing Methoden zur Anwendung. Aus einer Online-Zustandsbewertung der Energiespeicher erfolgen Aussagen zur zustandsorientierten Instandhaltung.

Im Freistaat Sachsen sind überwiegend Braunkohlekraftwerke zur Deckung der Grundlast und zur Bereitstellung der volatilen Residuallast aufgrund von regenerativer Energieeinspeisung verantwortlich. Die Flexibilisierung des sächsischen Kraftwerksparkes ist von hohem Stellenwert für die Sicherstellung der Energieversorgung der sächsischen Industrie.

Projekt 3: Thermochemisches Versuchsfeld (TCV II)

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. habil. Tobias Zschunke

Motivation: Während im deutschen Energiesystem zentrale und großtechnische Systeme der Energieversorgung bestimmend bleiben werden und dezentrale autarke Lösungen zunehmend interessante Zusatzlösungen darstellen, sind weltweit vielerorts dezentrale Lösungen unter Einbeziehung eines regenerativen Primärenergiemixes der einzige Weg, preiswert Komfortfortschritte zu erreichen. Regenerative Energierohstoffe, wie z. B. Biomasse, stellen große Anforderungen an die thermochemische Wandlungstechnik. 

Thermochemie ist ein Kurzbegriff für Vorgänge, bei denen chemische Zersetzungen und Umwandlungen durch Einwirkung von Temperaturen weit oberhalb von 200 °C, bis zu    1200 °C stattfinden.

Das Zusammenbringen von Energiebereitstellung und Energienutzung erfordert darüber hinaus Verfahren der Wärme- und Kältespeicherung und ihrer Regelung, die ihrerseits auf Grundlagen der physikalischen Chemie aufbauen. Die ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen für die Verbreitung der Wärme-, Kälte- und Elektroenergieversorgung in dezentralen Verbünden ohne fossile Energieträger weisen noch einige Lücken auf, von denen einige im Projekt „Thermochemisches Versuchsfeld“ geschlossen werden sollen. 

Folgende experimentelle Hauptthemen werden bearbeitet:

1. Untersuchung des Energierohstoff- und Zwischenproduktverhaltens unter praxisnahen Betriebsbedingungen entsprechend des Standes der Technik und in zusätzlichen Parameterbereichen

2. Untersuchungen zum thermodynamischen Verhalten von Latentwärmespeichern

3. Untersuchungen zum thermodynamischen Verhalten von Latentklimakältespeichern

Alle Experimente werden durch die Anwendung und Weiterentwicklung von mathematischen und computergestützten Simulationsalgorithmen flankiert. Die Versuchsanordnungen werden selbstverständlich in enger inhaltlicher und partiell auch räumlicher Verzahnung mit den bereits an der Hochschule existierenden thermochemischen Versuchsanlagen entwickelt und betrieben.

 

Wir gratulieren!

 

Gefördert von:

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Kontakt:

Hochschule Zittau/Görlitz

Prof. Dr.-Ing. Frank Worlitz Direktor IPM

Tel.: 03583 / 61 24 383

E-Mail: f.worlitz(at)hszg.de

Dipl.-Ing. Hella Trillenberg 

Referentin des Rektors / Pressesprecherin

Tel.:  03583/ 61 1403

E-Mail: presse(at)hszg.de