Untersuchungen zum Einsatz von zeotropen Fluidgemischen im Organic Rankine Cycle für die geothermische Stromerzeugung
Florian Heberle
Diese Publikation zitieren
Florian Heberle, Untersuchungen zum Einsatz von zeotropen Fluidgemischen im Organic Rankine Cycle für die geothermische Stromerzeugung (2013), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832596552
120
Accesses
Accesses
Beschreibung / Abstract
Der Organic Rankine Cycle (ORC) ist ein thermodynamischer Kreisprozess, in dem im Unterschied zum herkömmlichen Rankine-Prozess an Stelle des Wassers ein organisches Fluid als Arbeitsmedium verwendet wird. Hierdurch gewinnt man die Möglichkeit, selbst bei nur moderaten Temperaturen genügend hohe Dampfdrücke zu erreichen. Der ORC erweitert somit den technisch möglichen und ökonomisch sinnvollen Einsatzbereich solcher Wärme-Kraft-Prozesse erheblich.
Ein besonders attraktives Einsatzgebiet ist dabei die Geothermie. Thermalwasser mit einer Temperatur ab etwa 100 Grad Celsius kann durch ORC zur Stromerzeugung genutzt werden. Als Arbeitsmittel sind hierbei insbesondere zeotrope Gemische interessant, weil ihre nicht-isotherme Phasenänderung zu einem Temperaturgleit führt, der sich besonders gut an den Temperaturverlauf der Wärmequelle anschmiegt.
In diesem Band wird der Einsatz verschiedener Gemische im ORC eingehend untersucht. Die Bewertung stützt sich auf eine thermodynamische Analyse, berücksichtigt aber auch toxikologische und ökologische sowie technische und ökonomische Aspekte.
Ein besonders attraktives Einsatzgebiet ist dabei die Geothermie. Thermalwasser mit einer Temperatur ab etwa 100 Grad Celsius kann durch ORC zur Stromerzeugung genutzt werden. Als Arbeitsmittel sind hierbei insbesondere zeotrope Gemische interessant, weil ihre nicht-isotherme Phasenänderung zu einem Temperaturgleit führt, der sich besonders gut an den Temperaturverlauf der Wärmequelle anschmiegt.
In diesem Band wird der Einsatz verschiedener Gemische im ORC eingehend untersucht. Die Bewertung stützt sich auf eine thermodynamische Analyse, berücksichtigt aber auch toxikologische und ökologische sowie technische und ökonomische Aspekte.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 2 Tiefe Geothermie in Deutschland
- 3 Organic Rankine Cycle – Grundlagen und Konzepte
- 3.1 Thermodynamik des Kreisprozesses
- 3.2 Anwendungsgebiete
- 3.3 Kraftwerkskonzepte
- 3.4 Vorauswahl potentieller Arbeitsmedien
- 4 Prozesssimulation und thermodynamische Analyse
- 4.1 Methodik
- 4.2 Thermodynamische Analyse
- 4.3 Eingrenzung potentieller Gemischkomponenten
- 4.4 Stoffdatenmodelle und Unsicherheiten
- 4.5 Validierung des thermodynamischen Modells
- 4.6 Analyse nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik
- 4.7 Sensitivitätsanalysen
- 5 Experimentelle Untersuchungen
- 5.1 Grundlagen des Wärmeübergangs bei Phasenwechsel
- 5.2 Versuchsaufbau
- 5.3 Messdatenauswertung
- 5.4 Messunsicherheiten
- 5.5 Versuchsdurchführung
- 5.6 Ergebnisauswertung
- 6 Ökonomische Bewertung
- 7 Zusammenfassung
- 8 Summary
- 9 Literaturverzeichnis