Zuverlässiger Alpha-Stirling-Motor für Mini-Blockheizkraftwerk

13.9.2012

Werkstoffforschung für saubere Energie: Das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM entwickelt zusammen mit Partnern den Stirling-Motor eines klimaneutralen Mini-Blockheizkraftwerks zur Serienreife. Der Prototyp soll Mitte 2013 am Fraunhofer IWM in Freiburg in Betrieb gehen.

© Foto Fraunhofer IWM

Hochaufgelöste Oberflächenstruktur einer diamantähnlichen Kohlenstoffschicht (DLC-Schicht). Die Schichten gewährleisten die hohe Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Kraftwerkskomponenten (AFM-Aufnahme).

Das Mini-Blockheizkraftwerk SunmachinePellet® ist für den Einsatz in größeren Ein- und Mehrfamilienhäusern sowie kleineren Gewerbeobjekten konzipiert. Es produziert CO2 neutral Wärme und Strom und kann unter gewissen Umständen eine aufwändige Gebäudesanierung überflüssig machen. Die SunmachinePellet® ist das bis heute einzige Pellet-Blockheizkraftwerk, das vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) in die Liste der förderfähigen Mini-Kraft-Wärme Kopplungsanlagen (KWK) aufgenommen wurde.

Das Grundkonzept des Blockheizkraftwerks (BHKW) basiert auf der »Sunmachine Pellet®« der damaligen Sunmachine GmbH, das 2008 auf den Markt kam. Allerdings wies es erheblichen Optimierungsbedarf auf: Vor allem Ablagerungen, die durch den nicht ausgereiften Verbrennungsprozess verursacht wurden sowie Schwachstellen an Teilen des Stirling-Motors und des Erhitzerkopfes führten zu Wartungsintervallen, die wesentlich kürzer waren als erwartet.

»Das technologische Konzept ist nach wie vor hocheffizient. Der innovative Stirling-Motor erlaubt die Energieerzeugung mit nachwachsenden Rohstoffen, die nahezu aschelos verbrannt werden. Wir wissen jetzt exakt, wo die Schwachstellen liegen und wie diese beseitigt werden können, damit das BHKW zuverlässig und wirtschaftlich betrieben werden kann« sagt Dr. Sven Meier, Projektleiter und Leiter der Gruppe Tribologische Schichtsysteme am Fraunhofer IWM. Mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft arbeitet er im Fraunhofer-Projekt »Zuverlässiger Alpha-Stirlingmotor« zusammen. Dazu entwickelt das Fraunhofer IWM sowohl hochtemperaturbeständige als auch diamantähnliche Kohlenstoffschichten für Motorkomponenten und Rohrbündel-Erhitzerköpfe. Einige Teile des Stirlingmotors werden von den Projektpartnern neu konstruiert. Verschiedene Prototypen des überarbeiteten Stirling-Motors sollen Mitte 2013 in Pilot-BHKWen des Fraunhofer IWM, des Fraunhofer-Instituts für chemische Technologie ICT und ausgewählten Anlagen des Vereins zur Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung auf regenerativer Basis e.V. in Betrieb gehen.

Das Projektkonsortium, bestehend aus der Firma Sachsen Stirling GmbH, die von der insolventen Sunmachine GmbH das gesamte Know-how, einschließlich aller Patente erworben hat, dem Fraunhofer IWM, dem Fraunhofer ICT mit der Projektgruppe »Neue Antriebssysteme« und dem Verein zur Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung hat es sich zum Ziel gesetzt, den Stirling-Motor der  SunmachinePellet® zur Serienreife weiter zu entwickeln. Seit dem Herbst 2012 wirkt auch die Firma BK Bioenergie GmbH aus Kehl aktiv mit, um die Ablagerungen im Brennraum der Sunmachine durch die Entwicklung spezieller BHKW-Pellets zu reduzieren. Um dieses Ziel möglichst schnell und umfassend zu erreichen, ist das Konsortium für weitere kompetente Projektpartner und Investoren aufgeschlossen.

 

Kontakt

Dr. Sven Meier
Telefon +49 761 5142-233
E-Mail senden