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TU Berlin

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Forschung

Mehr Verbrennung – weniger Schadstoffe

Freitag, 14. Februar 2014

Realistische Tests innovativer Energieumwandlung – TU Berlin investierte 2,5 Millionen Euro in das neue Energielabor

Laut und effizient: Verbrennungsversuch im neuen Energielabor an der Müller-Breslau-Straße
Lupe

Konzentriert beobachten junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die zwölf großen Bildschirme an der Wand. Über der Tür hängt warnend eine Ampelanlage mit roten, gelben und blauen Lampen, die darauf hinweist, dass hier mitunter Spektakuläres passiert. Über einige Bildschirme der Messwarte flimmern Daten zu Temperaturen, Druck, Lärm- und Schadstoffemissionen, andere lassen einen Blick in das nebenan liegende Labor zu. Dort läuft soeben ein Verbrennungs- und Detonationsversuch. An diesem Versuchsstand des neuen, hochmodernen Energielabors der TU Berlin mit Turbine, Verdichter, Brennkammer, mit Feuer, viel Edelstahl, Rohren und Schläuchen geht es laut und „turbulent“ zu. Doch die neue Anlage hat noch einiges mehr zu bieten.

Am 23. Januar 2014 eröffnete die TU Berlin ihr Energielabor für Gasturbinenforschung an der Müller-Breslau-Straße. Dort können zukünftig hocheffiziente Gasturbinen getestet und ultraschadstoffarme Brennkammern dafür entwickelt werden. Rund 40 Forscherinnen und Forscher arbeiten hier an Innovationen bei Energieumwandlungstechniken. Ziel ist die Erhöhung der Wirkungsgrade von Gasturbinen bei gleichzeitiger Verbesserung der Umweltverträglichkeit. Gas- und Windkraftwerke stehen dabei ebenso im Fokus wie Flugzeugtriebwerke.

„Wir mussten die Versuche bisher im Hauptgebäude des Instituts durchführen. Das ging nur nachts. Sonst fielen den Elektrotechnikern über uns nicht nur die Ohren ab, sondern durch die sehr starken entstehenden Vibrationen auch die Schraubenzieher aus der Hand“, lacht Prof. Dr.-Ing. Christian Oliver Paschereit. An seinem Fachgebiet Experimentelle Strömungsmechanik – Hermann-Föttinger-Institut ist das Energielabor angesiedelt. In den Bau hat die TU Berlin insgesamt 2,5 Millionen Euro investiert. Damit sind, zum Glück sowohl für die Elektrotechniker als auch für die Verbrennungsforschung, die nächtlichen Versuche vorbei. Das neue Energielabor umfasst 220 Quadratmeter und besteht aus vier einzelnen Laboren mit jeweils etwa 25 bis 40 Quadratmetern. Eine Besonderheit: Jedes der Labore hat ein eigenes Fundament. „Damit bleibt das sogenannte Brennkammerbrummen, die starken Vibrationen bei den Verbrennungsversuchen, in dem Labor, in dem es entsteht, und erschüttert nicht das ganze Haus“, erklärt Oliver Paschereit. Das Energielabor beherbergt auch zwei neue Versuchsstände des Sonderforschungsbereiches (Sfb) „TurbIn“, dessen Sprecher TU-Professor Dr.-Ing. Rudibert King ist. Oliver Paschereit forscht im Rahmen des Sfb an der Detonationsverbrennung, die durch Druckerhöhung einen höheren Wirkungsgrad erzielt. Darüber hinaus kann in den hochmodernen Prüfständen erstmals das Konzept der ultraschadstoffarmen, nassen Verbrennung in einer Gasturbine demonstriert werden. Diese wird in dem vom European Research Council geförderten Vorhaben „GREENEST – Gas turbine combustion with Reduced Emissions Employing extreme Steam injection“ von Oliver Paschereit erforscht. „Dabei mischen wir der Flamme größere Mengen Wasser bei, ein Widerspruch, der diese Forschung besonders schwierig macht“, erklärt Oliver Paschereit. Doch diese Technik, die man in dem neuen Labor nun unter realistischen Betriebsbedingungen testen könne, reduziere nicht nur Schadstoffe und erhöhe die energetische Effizienz, sondern sie ermögliche auch die sichere Verbrennung von Biogasen, Wasserstoff und weiteren Brennstoffen der Zukunft.

Zwei weitere Prüfstände sind für die Thermoakustik vorgesehen, die sich mit den gefährlichen, große Zerstörungskraft entwickelnden Verbrennungsschwingungen befasst. Auch internationale Wirtschaftspartner, die an der Entwicklung von Gasturbinen arbeiten, sind involviert, insbesondere Alstom, Siemens und Rolls-Royce.

Mit dem Bau und der Einweihung des Energielabors hat die TU Berlin einen weiteren Schritt zur Entwicklung des sogenannten Ostgeländes an der Müller-Breslau-Straße unternommen: Im Sommer 2013 wurde die Sanierung des denkmalgeschützen „Hauses L“ abgeschlossen (siehe auch Bericht auf Seite 5), in dem Laborexemperimente des Exzellenzclusters „UniCat“ durchgeführt werden können. Außerdem unterzeichneten die TU Berlin und die Wüstenrot Stiftung im November 2013 einen Vertrag zur Sanierung und Nutzung des berühmten Kavitations- und Umlauftanks auf der Schleuseninsel, der „Rosa Röhre“. Für die Sanierung der ebenfalls denkmalgeschützten Versuchsanlage wird die Stiftung 3,5 Millionen Euro investieren.

Zur Fotogalerie:

www.tu-berlin.de/?id=143970

Patricia Pätzold

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