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Auf diese Weise können sogar Thermalwässer mit 100 Grad und weniger für die Stromerzeugung verwendet werden. Der Wirkungsgrad ist allerdings recht gering. Die Vorzüge dieses Verfahrens liegen vor allem im Bereich oberhalb des Siedepunktes bis zur Schwelle von etwa 180 Grad, ab der die Dampfprozesse dominieren. Da als niedrigsiedende Arbeitsmedien organische Stoffe verwendet werden, spricht man auf Englisch bzw. Neudeutsch vom "Organic Rankine Cycle" (ORC) in Anlehnung an den "Clausius-Rankine-Cycle" für den normalen Kreislauf in einem Dampfkraftwerk. Mini orc turbine 3. Eine Variante des ORC-Prozesses ist das Kalina-Verfahren, das anstelle organischer Arbeitsmittel ein Wasser-Ammoniak-Gemisch verwendet. Es deckt auch Bereiche ab, die der ORC-Prozeß nicht erfaßt, und ist besonders für niedrige Thermalwasser-Temperaturen geeignet. Es gibt wesentlich mehr geothermische Kraftwerke nach dem ORC- oder Kalina-Prinzip als Dampfkraftwerke. Letztere bestreiten aber über neunzig Prozent der weltweiten Stromerzeugung aus Erdwärme.
Einige Unternehmen setzen dabei auch auf Technik von Calnetix Power Solutions, heute ein Tochterunternehmen des US-Konzerns GE. Bislang lag die für eine ORC-Anwendung typische Leistung der Abwärme bei über 1 MW mit Temperaturen um 300 °C, die elektrische Leistung der ORC-Anlage entsprechend bei rund 125 kW. Als Wärmeträger – also zur Übertragung der Wärme von der Abwärmequelle zur ORC-Anlage – kommt in der Regel Thermoöl zum Einsatz. Die damit an den ORC-Prozess übertragene Wärme verdampft das eingesetzte organische Arbeitsmedium, zum Beispiel Silikonöl. Mini orc turbine for sale. ORC-Anwendungen finden sich auch bei Biomasse-Heizkraftwerken. So setzt etwa der Heizungsbauers Viessmann im hessischen Allendorf in seiner neuen Energiezentrale beim automatisch betriebenen Hackschnitzelkessel eine ORC-Anlage von Turboden mit einer elektrischen Leistung von 191 kW ein. Statt Thermoöl überträgt Wasser die Energie auf die ORC-Anlage "Thermoöl weist eindeutig die schlechtere Umweltverträglichkeit gegenüber Wasser auf. ", erläuterte Helmut Ziegler, Geschäftsführer Bosch KWK Systeme.
Dieses Mißverhältnis vermittelt eine Vorstellung davon, wie gering die Wirkungsgrade und Einzelleistungen der ORC-Anlagen gegenüber ergiebigeren Formen der Erdwärme sind. Dieser Vergleich hinkt allerdings ein bißchen, denn bei Geothermie entfallen die Brennstoffkosten. Insofern kann man bei der geothermischen Stromerzeugung auch mit Wirkungsgraden um zehn Prozent zufrieden sein. Hinzu kommt, daß die Stromgewinnung in aller Regel nicht der alleinige Zweck ist, sondern eher als Nebenprodukt bei der Wärmeversorgung anfällt. Sie eignet sich beispielsweise hervorragend, um in der warmen Jahreszeit, wenn die Heizzentrale stillsteht, das überschüssige Angebot an Erdwärme zu verwerten. Die ORC-Anlage in Neustadt-Glewe Am 12. November 2003 wurde in Deutschland die erste ORC-Anlage zur Erzeugung von Strom aus Erwärme in Betrieb genommen. ORC-Anlagen. Sie befindet sich in Neustadt-Glewe, wo die Erdwärme bereits seit 1995 den größten Teil des Fernwärmebedarfs der ostdeutschen Kleinstadt deckt. Sie nutzt das 98 Grad heiße Wasser aus einer Tiefe von 2250 Metern, soweit dieses nich für für den eigentlichen Zweck der Fernwärmeversorgung benötigt wird.
Durch die Verwendung organischer Arbeitsmedien sind die Turbinen meist Sonderanfertigungen. Zudem sind die Arbeitsmedien teilweise aggressiv, so dass die Oberflächen der Turbinen und der Wärmeübertrager beschichtet oder anders gegen Korrosion geschützt werden müssen. Auch die Dichtung der Kreisläufe ist aufwendiger als bei Wasser. Um technischen, wirtschaftlichen und Anforderungen an den Klimaschutz gerecht zu werden, werden heute aber auch synthetische Arbeitsmedien verwendet, die in ihren Stoffeigenschaften genauer an die speziellen Temperatur- und Druckeigenschaften des ORC-Kreisprozesses angepasst werden und so auch höhere thermodynamische Wirkungsgrade erzielt werden können. Organic Rankine Cycle: Kleinst-ORC-Anlage aus Frankreich - Regenerativenergien - SmarterWorld. Eine Fallstudie von Wissenschaftlern am Zentrum für Energietechnik (ZET) der Universität Bayreuth hat die CO 2 -Emissionen des deutschen Geothermiekraftwerks Kirchstockach untersucht. Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass die CO 2 -Emissionen eines ausschließlich zur Stromerzeugung eingesetzten Geothermie-Kraftwerks zu mehr als einem Drittel vom jeweils verwendeten Arbeitsmedium abhängen.
Nicht verdampftes Wasser wird vor dem Zurückpressen dann per ORC-Anlage verstromt. Mit der im heißen Wasser vorhandenen Wärmeenergie kann sie noch zusätzlich bis zu 10% Strom erzeugen. In Deutschland sind hydrogeothermische Quellen nicht so heiß, um den Heißdampf "direkt" zu verstromen. Hier wird der ORC-Prozess dann als primäres Kraftwerk eingesetzt, um überhaupt Strom bei Temperaturen um 120 bis 140°C produzieren zu können. Die tiefe Geothermie in Deutschland kann – wie oben bereits angedeutet – aufgrund der "niedrigeren", wirtschaftlich erschließbaren Reservoirtemperaturen von 100 °C bis 200°C nur mittels Sekundärkreislauf verstromt werden. Infrage kommen der Organic Rankine Cycle (ORC) und der Kalina-Prozess. Unter dem Kalinaprozess oder genauer Kalina-Kreisprozess oder Kalina-Cycle Verfahren versteht man ein in den 1970er Jahren vom russischen Ingenieur Alexander Kalina entwickeltes Wärmeaustauschverfahren zur Dampferzeugung, das Wassertemperaturen um 90 Grad nutzen kann. Mini orc turbine motor. So kann schon bei geringeren Bohrtiefen ein Erdwärmekraftwerk betrieben werden.