Vorhabenbeschreibung hORCAN

Erforschung und Entwicklung einer hocheffizienten ORC-Einheit aus Kunststoff mit natürlichen Arbeitsfluiden im Niedrigtemperaturbereich

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer ORC-Einheit für den Niedrigtemperaturbereich unter Verwendung eines natürlichen Arbeitsstoffes.

Im Fokus stehen industrielle und gewerbliche (Ab-) Wärmequellen unterhalb von 70 °C.

Diese sind bei vielen Betrieben vorhanden und werden über Rückkühler ungenutzt an die Umwelt abgegeben. Durch die Nutzung dieses Abwärme Potenzials zur Erzeugung elektrischer Energie kann eine signifikante Steigerung des Gesamtwirkungsgrades industrieller Prozesse und gewerblicher Anlagen erreicht werden. Eine besondere Herausforderung stellt zudem die Auswahl eines geeigneten Arbeitsfluids dar, weil einige der konventionellen Arbeitsfluide bereits verboten sind oder ein Verbot geplant ist. Als Arbeitsstoff ist der Einsatz eines natürlichen Fluides, wie CO2 oder verschiedene Kohlenwasserstoffe
geplant.

Zudem möchte HKL zusammen mit der Universität Kassel eine ORC-Einheit mit Kunststoffgehäuse für die Nutzung von Abwärme auf sehr niedrigem Temperaturniveau entwickeln, die ein natürliches Arbeitsfluid verwendet und trotzdem wirtschaftlich betrieben werden kann. Der erwartete Wirkungsgrad des ORC Prozesses soll 10 – 12 % betragen.

Eine Abschätzung zur Verbesserung des Wirkungsgrads im Vergleich zu anderen ORC-Prozessen ist aktuell nicht möglich, da der Wirkungsgrad stark von den Randbedingungen abhängt. Im betrachteten Temperaturbereich gibt es keine vergleichbare ORC-Anlage. Da die Grenzen des physikalisch Machbaren bei diesem Temperaturniveau wesentlich „enger“ gefasst sind, wäre ein Wirkungsgradvergleich mit höheren Temperaturniveaus nicht aussagekräftig. Hinzu kommt, dass Abwärme Ströme dieses Temperaturbereichs erstmalig eine Verstromung zulassen.