Projektbeispiel: Schiffsdiesel Abwärmenutzung mit Dampfturbine
Abwärmenutzung mit Dampfturbinen: 2-Takt-Schiffsdieselmotoren
Bei der Effizienzsteigerung von Schiffsanwendungen spielt die Abwärmenutzung eine wichtige Rolle. Durch Technologien wie Nutzturbine und Dampfkraftprozess kann die Abwärme von Motorprozessen in zusätzliche mechanische Leistung für den Hauptantrieb oder alternativ in elektrische Energie für das Bordnetz umgewandelt werden.
Ausgangslage
Zwei-Takt-Schiffsdieselmotoren zeichnen sich durch hohe Wirkungsgrade aus. Fast die Hälfte der freigesetzten thermischen Leistung lässt sich in Antriebsleistung umwandeln. Die restliche Energie geht grösstenteils ungenutzt als Abwärme an die Umgebung verloren - in Form von Abgas, durch die Ladeluft-, Motor- und Schmierölkühlung sowie durch Strahlung.
Das muss nicht sein! Die Abwärme fällt auf einem Temperaturniveau an, die eine Dampfturbinennutzung ermöglicht. Bis zu welchem Betriebspunkt des Motors dies technisch realisierbar ist, wurde mit Hilfe von Teillastsimulationen untersucht.
Umsetzung und Ergebnis
Mit der Abwärme lassen sich durch ein einfaches Dampfturbinensystem rund fünf Prozent der Motorenleistung als zusätzliche Antriebsleistung nutzen. Dieses System läuft ab einer Motorenleistung von 40 Prozent.
Durch ein komplexeres System kann die Leistung um 25 Prozent gesteigert werden. Wegen unteren Begrenzungen der Boiler-Eintritts-Temperaturen läuft dieses aber erst ab einer Motorenlast von 60 Prozent.
Auf einen Blick
Beteiligte Institute und Zentren:
Projektstatus: beendet
Projektdetails
Schiffsdiesel Abwärmenutzung mit Dampfturbine (PDF)(PDF 350,9 KB)