Durch die Energiewende und die hieraus resultierenden signifikanten Eingriffe in den nationalen Stromerzeugungsmarkt ergibt sich ein erweitertes Anwendungsspektrum mit neuen und zusätzlichen Herausforderungen für Turbomaschinen-Verdichter.
Zum kurzfristigen Lastausgleich (Residuallast zu erneuerbaren Stromerzeugungskapazitäten) gegebenfalls im regionalen Verbund, bieten sich hochflexible Gasturbinen in der Leistungsklasse bis ca. 50 MW an. Hieraus leiten sich jedoch im Vergleich mit aktuellen Betriebsprofilen weitergehende Anforderungen an den Verdichter ab, insbesondere im Bereich der Betriebsflexibilität und erhöhten Lebensdauer bei kurzen Betriebszyklen.
Die regenerativen Stromerzeugungskapazitäten wurden und werden ohne besondere Berücksichtigung des bestehenden Kraftwerksparks installiert. Die vorhandene Infrastruktur ist für einen fluktuierenden Betrieb nicht oder nur sehr eingeschränkt ausgelegt. Die Methoden und Modelle zur betriebsspezifischen Lebensdauerbestimmung sind daher zu erweitern und darauf aufbauend effiziente Technologien für lebensdauersteigernde Maßnahmen zu entwickeln.
Kompressoren für alternative Anwendungen zur temporären Energie- und Abgasspeicherung werden mittelfristig an Bedeutung gewinnen. Aus den spezifischen Systemgrößen und Betriebsanforderungen leiten sich technologische Herausforderungen für derart neuartige Verdichter ab. aus den ab, auch verbunden mit entsprechenden Systemgrößen.
Die technologischen Herausforderungen im Verdichtersystem fokussieren auf eine weitere Steigerung der Effizienz, wobei hier insbesondere auch der Teillast betrieb eine größere Relevanz einnehmen muss. Die Projekte in diesem Verbundprojekt adressieren die Herausforderungen in drei Arbeitspaketen.
Arbeitspakete
AP 1: Flexibilität und Teillastbetrieb
Stabiles und effizientes Betriebsverhalten bei Teillast und bei schnellem Lastwechsel sowie erweiterte Betriebsbereiche für hohe Flexibilität bei der Energiebereitstellung
AP 2: Lebensdauer und Betriebsanpassung
Verbesserte Bewertung von Schadensmechanismen und erweiterte Lebensdauermodelle, sowie signifikante Erhöhung der zulässigen Zyklenzahl für Bestandskraftwerke und zukünftige hochflexible Gasturbinen
AP 3: Interdisziplinäre Optimierung und probabilistische Auslegung
Verbesserte Simulation von Lebensdauer und Betriebsverhalten sowie robuste Auslegungsmethoden
