Entwicklung, Aufbau und Erprobung von Umsteuerventilen für die eine Energiespeicherung mittels Druckluftmaschinen

Allgemeines zum Projekt

Projekttitel: Entwicklung, Aufbau und Erprobung von Umsteuerventilen für die eine Energiespeicherung mittels Druckluftmaschinen

Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Sebastian Drumm

E-Mail: sebastian.drumm@h-brs.de

Anzahl Plätze: 1

Kurzbeschreibung und Zusatzinfos

Die Speicherung von Energie ist einer der zentralen Punkte bei der Energiewende. Druckluftspeicher spielen dabei derzeit nur eine Untergeordnete Rolle. Die Hauptherausforderung stellt die physikalische Tatsache dar, dass bei der Erzeugung von Druckluft gleichzeitig Wärme erzeugt wird. Bei dem an der Hochschule verfolgen Konzept soll während der Kompression Wasser injiziert werden, um die sowohl die Erwärmung zu reduzieren als auch die entstehende Wärmemenge zu speichern. Um das Konzept zur Druckluftspeicherung zu untersuchen, soll an der Hochschule ein Prüfstand aufgebaut werden in dem die Verdichtung sowie die Expansion von Druckluft mit kombinierter Wasserinjektion im Detail untersucht wird.

Zur Kompression sowie zur Expansion der Druckluft soll dabei das Prinzipe des Kolbenverdichters zur Anwendung kommen da dieses am besten für unterschiedliche Speicherdrücke ausgelegt werden kann. Bei der Kompression können hierbei rein passiv arbeitende Ventile zur Anwendung kommen. Bei der Expansion müssen die Ventile gezielt angesteuert werden, um eine optimale Rückgewinnung der Energie sicher zu stellen. Da für die Kompression als auch für die Expansion die gleiche Einheit verwendet werden soll, müssen auch die Ventile für die Kompression und Expansion geeignet sein.

Aufgabe dieser Arbeiten ist die Auslegung, der Aufbau und die Vermessung des Ventilsystems für die Umsteuerung der Kolbenmaschine. Dazu soll zunächst eine umfassende Recherche zu Umsteuerventilen bei Kolbenmaschinen, sowie deren Ansteuerung durchgeführt werden. Im Anschluss sollen die Bedarfe und Anforderungen für den Prüfstand an der Hochschule im Detail ausgelegt und berechnet werden. Anschließend sollen geeignete Ventile ausgelegt und konstruiert werden. Final sollen die Ventile im Prüfstand erprobt und vermessen werden, sowie Optimierungspotenziale aufgedeckt werden.

Parallel zu den wissentlichen Arbeiten kann, bei besonders guten Leistungen, eine WiHi Stelle in diesem Bereich angeboten werden.

Projektphasen

Masterprojekt 1: Umfassende Recherche zu Steuerventilen bei Kolbenmaschinen, Auslegung der Anforderungen an die Ventile für den Prüfstand und erste Konzeptionierung der Ventile.

Masterprojekt 2: Auslegung und Konstruktion der Ventile für den Prüfstand im Detail sowie deren Aufbau und Inbetriebnahme.

Masterthesis: Erprobung und Vermessung der Ventile im Prüfstand, Bewertung der Messergebnisse und Ableitung von Optimierungspotentialen