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NANOSTIR - Optimisation of solid biofuel operated Stirling CHCP units by means of nano technological coatings
Laufzeit 2008 - 2011

Besonders im landwirtschaftlichen Sektor fällt vermehrt Biomasse an, die aber in vielen Fällen ungenutzt bleibt. Das Potenzial zu deren Nutzung ist aber durchaus vorhanden. So kann Biomasse beispielsweise zur Stromproduktion sowie zur gekoppelten Bereitstellung von Wärme und Kälte eingesetzt werden.
Das Projekt NANOSTIR bietet ein völlig neues, hoch innovatives, alternatives Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungssystem (KWKK). Ziel des Vorhabens ist die Kombination eines Biomasseheizkessels, eines Stirlingmotors und einer Absorptionskältemaschine im kleinen Leistungsbereich.


Die Prototypen KWKK-Anlage besteht aus folgenden Komponenten

                 

Biomasseheizkessel, Quelle: BIOKOMPAKT GmbH     Stirlingmotor, Quelle: LFS Tulln                          Absorptionskältemaschine, Quelle: WEGRA Anlagenbau GmbH

und kombiniert die folgenden Aspekte


Gleichzeitig verfolgt NANOSTIR die Optimierung des integrierten Stirlingmotors durch eine Nanobeschichtung des Wärmetauschers. Denn derzeit haben alle mit Holzhackschnitzeln, Scheitholz oder Pellets betriebenen Stirlingmotoren die gleichen Probleme: Der Erhitzerkopf des Stirlings verschmutzt und verschlackt mehr oder weniger je nach eingesetztem Brennstoff. Die Folgen sind ein beträchtlicher Wartungsaufwand und in fast allen Fällen ein signifikanter Leistungsabfall. Eine auf Nanotechnologie beruhende Beschichtung soll die Verschlackung des Erhitzerkopfes ganz oder zumindest in erheblichem Maße dauerhaft reduzieren.
Beschichteter Erhitzerkopf Stirling, Quelle: ItN Nanovation

Der Biomassekessel ist die zentrale Komponente der Projektanlage.
Der Stirlingmotor wird dabei von oben, direkt senkrecht über der Flamme, in die Flugaschenkammer des Heizkessels eingebracht.
In der Vergangenheit sind bei ähnlich konzipierten Anlagen, d.h. durch Biomasseverbrennung angetriebene Stirlingmotoren, oftmals mehr oder weniger starke Verschmutzungen und Verschlackungen am Erhitzerkopf entstanden. Diesem Problem wird nun durch Einsatz des nanobeschichteten Erhitzerkopfes entgegengewirkt.
Der Heizkessel speist nun die komplette Wärme in einen entsprechend dimensionierten Pufferspeicher ein. Dieser Pufferspeicher bedient dann wahlweise die angeschlossenen Heizkreise oder die Absorptionskältemaschine.
 
 
 
 
 
Übersicht der geplanten Projektanlage, Quelle: IZES gGmbH

Neben der Produktion von Strom, Wärme und Kälte möchte NANOSTIR auch zu einer breiteren Anwendung und Nachfrage nach Stirling KWKK-Anlagen beitragen, die derzeit keinen bedeutenden Anteil am europäischen Markt haben. Durch eine Erweiterung des Anwendungsspektrums sollen vermehrt kleine und mittlere Unternehmen oder Eigentümer von geeigneten Immobilien, die ganzjährig sowohl Wärme- als auch Kältebedarf haben, auf die neue und innovative KWKK-Technik aufmerksam werden. Nicht zuletzt der interessante Wirkungsgrad von über 90% und die zunehmende Unabhängigkeit gegenüber Energieversorgern wird ein Übriges zu einer weiteren Verbreitung des NANOSTIR-KWKK beitragen.

Projektumsetzung:

Aktuelles:

Aktuell findet ein Probebetrieb des umgebauten Biomassekessels mit dem integrierten Stirlingaggregat beim Projektpartner BIOKOMPAKT GmbH statt (Foto: Biomassekessel mit integriertem Stirlingaggregat, Quelle: BIOKOMPAKT GmbH). Die Anlage wird an der Landwirtschaftlichen Fachschule Tulln durch eine Absorptionskältemaschine komplettiert und in das dort bestehende Heizsystem integriert. Durch die eingesetzte Kälteanlage wird ein Serverraum, ein Besprechungsraum sowie das zentrale Lebensmittellager mit Kälte versorgt.


Projektpartner:


Kick-off - Meeting,  29./30. Januar 2008:


Fachsymposium "Wärme / Kälte / Strom - aus einer Anlagentechnik", 04. Dezember 2009:


Veröffentlichungen und Veranstaltungen:


Auftraggeber:
Europäische Kommission, 6. Forschungsrahmenprogramm
Contract No. TREN/07/FP6EN/SO7.71550/038551

Laufzeit:
Januar 2008 -  Januar 2011

Kontakt:
Dr. Bodo Groß, Tel.: 0681 / 9762 851, eMail: gross@izes.de
Guillem Tänzer, Tel.: 0681 / 9762 855, eMail: taenzer@izes.de 

 

 

 

 

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