Energielabor

Das neue Laborgebäude am Fachgebiet Experimentelle Strömungsmechanik wurde im Spätherbst 2013 nach 14 Monaten Bauzeit unter Einhaltung der geplanten Baukosten fertiggestellt.

Der Massivbau wurde auf fünf entkoppelten Fundamenten errichtet, um die Übertragung von Schwingungen, hervorgerufen durch Verbrennungsinstabilitäten, zu dämpfen.

Auf einer Fläche von 220m² sind vier Labore zwischen 25m² und 40m² untergebracht (insgesamt 125m² Laborfläche), in denen sich Verbrennungsprüfstände befinden.

Zusätzlich befinden sich im Gebäude zwei Messwarten mit insgesamt 24 Monitoren und 9 Messrechnern zur Überwachung und Steuerung der Verbrennungsversuche. Für die Automatisierung der Prüfstandstechnik wurden knapp 10 km allein an Mess- und Steuerleitungen verbaut, die in einem gesonderten Datentechnikraum zusammenfließen, in dem auch alle sicherheitsrelevanten Prozesse gesteuert werden, wie z. B. die automatische Abschaltung der gesamten Anlage bei einem Alarm durch das Gaswarnsystem.

In dem Laborgebäude befinden sich nun zwei Thermoakustik-Prüfstände, die bislang im HF-Gebäude untergebracht waren und dort aus Lärmgründen nur außerhalb der regulären Arbeitszeiten betrieben werden konnten. Gegenstand der Forschung ist die experimentelle Untersuchung von Verbrennungssschwingungen, sogenannte thermoakustische Instabilitäten, welche in Gasturbinen zu einer Erhöhung der Schadstoffemission bis hin zu einer Zerstörung der Brennkammer führen können.

Darüberhinaus werden zwei neue Versuchsstände des Sonderforschungsbereiches „TurbIn – Signifikante Wirkungsgradsteigerung durch gezielte, interagierende Verbrennungs- und Strömungsinstationaritäten in Gasturbinen“ in dem Laborgebäude eingerichtet. In dem Berliner Forschungsverbund wird der nächste Evolutionsschritt der Gasturbine, die Detonationsverbrennung, erforscht. Dabei werden kontrolliert Detonationen in der Brennkammer erzeugt, die zu einer sprunghaften Verbesserung des Wirkungsgrades führen.

Darüberhinaus beherbergt der Neubau eine Mikrogasturbine, an welcher das am Fachgebiet entwickelte Konzept der besonders sauberen, ultra nassen Verbrennung erstmalig in einer Turbine validiert werden soll. Bei dieser Technik werden große Mengen Wasserdampf der Flamme beigemischt. Neben der Reduktion der Schadstoffe und der Erhöhung der Effizienz, ermöglicht diese Technik die sichere Verbrennung von Biogasen.

Durch eine hohe Flexibilität an Verbrennungsgasen (Erdgas, H2, O2, CO/CO2, N2, DME) kann der Einsatz von Synthesegas oder Biogas in Brennkammern mit und ohne Dampfeindüsung getestet werden, und somit ein Beitrag zu einer nachhaltigen Ressourcenschonung geleistet werden.

Die Gesamtverbrennungsleistung aller Labore liegt bei ca. 1MW. Die durch die Mikrogasturbine erzeugte elektrische Energie wird in das Stromnetz der Universität eingespeist und versorgt Teile des Campus.

Für die Planung und Installation der Messtechnik wurden über 3500 Arbeitsstunden von Mitarbeitern des Fachgebiets aufgewendet.