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Made by TUM
An der TUM werden immer wieder viel versprechende
technische Neuerungen entwickelt, die von allgemeinem Nutzen sind.
Damit die Hochschule solche Erfindungen und Ideen schützen und
wirtschaftlich verwerten kann, müssen diese von den Wissenschaftlern
gemeldet und von der TUM als Patentantrag beim Patentamt
eingereicht werden. Sachkundige Unterstützung erhalten die Wissenschaftler
dabei vom TUM ForTe Patent- und Lizenzbüro. TUMcampus
stellt einige der TUM-Erfindungen vor. Folge 10:
Abwärme nutzen – Strom gewinnen
Alternative Energien spielen jetzt und in Zukunft eine bedeutende Rolle bei
der Aufgabe, den Energiebedarf nachhaltig zu decken. Bisher wurde eines
der größten Energiepotenziale aber außer Acht gelassen: Abwärme. Zurzeit
geht mehr als die Hälfte der weltweit eingesetzten Energie in industriellen Prozessen,
in der Stromerzeugung, aber auch im Sektor Mobilität verloren. Diese
riesige Menge zu recyceln, das hat sich die Orcan Energy GmbH, eine Ausgründung
aus dem Lehrstuhl für Energiesysteme der TUM, zum Ziel gesetzt.
Schon im Jahr 2004 entstand an der TUM ein erster Prüfstand zur Untersuchung
von Komponenten für Systeme des Organic-Rankine-Cycle (ORC). Der
www.orcan-energy.com
Das Produkt der Orcan Energy GmbH: der ePack – ein kompaktes System zur
Abwärmenutzung. Mit einem ePack können innerhalb eines Jahres mehr als
150 000 kWh elektrischer Energie CO 2 -frei erzeugt werden.
Wissenschaft und Wirtschaft
ORC arbeitet wie ein konventionelles Dampfkraftwerk. Als
Arbeitsmedium dient jedoch statt Wasser ein organisches
Fluid. Somit lässt sich auch Wärme mit geringem Temperaturniveau,
eben Abwärme, zur Stromerzeugung nutzen.
Der ORC-Prozess ist an sich keine neue Erfindung. Im
Bereich der Geothermie oder bei Biomasse-Heizkraftwerken
ist die ORC-Technologie inzwischen bekannt. Die
Herausforderung für die TUM-Wissenschaftler besteht
darin, auch kleine Mengen an Abwärme der Stromerzeugung
zugänglich zu machen. Die ORCs müssen hierfür so
kompakt sein, dass sie direkt an der Abwärmequelle
ohne großen Aufwand integriert werden können, und sie
müssen hohe Anforderungen an Wirtschaftlichkeit und
Verfügbarkeit erfüllen.
2008 starteten die TUM-Mitarbeiter Richard Aumann,
Dr. Andreas Sichert und Dr. Andreas Schuster die Ausgründung
»Orcan Energy GmbH«. Ziel war, »ePacks«
genannte ORC-Produkte im kleinen Leistungsbereich für
den Massenmarkt zu entwickeln, herzustellen und zu vertreiben.
Unterstützt wurde das Team anfangs durch das
EXIST-Forschungstransfer-Programm. Bei der Entwicklung
des ersten ePack-Demonstrators, der besonders
kompakt, kostengünstig und flexibel sein sollte, gab es
mehrere Probleme, die schließlich zu einer Vielzahl an innovativen
Lösungen und damit Patentideen führten.
In enger Zusammenarbeit mit dem Patent- und Lizenzbüro
der TUM und der Bayerischen Patentallianz wurde die
erste Erfindung zur Vermeidung von Kavitation in ORC-
Systemen im November 2009 zum Patent angemeldet.
Das an der TUM entwickelte Verfahren löst ein bekanntes
Problem der Kraftwerkstechnik und reduziert die notwendige
Vorlaufhöhe von Pumpen von mehreren Metern auf
wenige Zentimeter, ohne zusätzliche Komponenten. Diese
Erfindung ermöglichte erst kompakte und günstige
ORCs, ohne auf teure und spezielle Pumpen zurückgreifen
zu müssen. Schließlich konnte 2010 die technische
und wirtschaftliche Machbarkeit mit dem ePack-Demonstrator
im Feld gezeigt werden.
Die Orcan Energy GmbH ist inzwischen für mehr als
20 Mitarbeiter ein interessanter, innovativer und schnell
wachsender Arbeitgeber. Die positive Entwicklung spiegelt
auch die gute Resonanz am Markt wider – und das
nicht erst seit den neuerlichen Strompreissteigerungen.
Die einfach zu installierenden und zu betreibenden
ePacks sind nicht nur an Biogasanlagen, sondern auch
im industriellen Umfeld wirtschaftlich interessant.
Andreas Sichert, Andreas Schuster
TUMcampus 1/13
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