Nachhaltige Wärmenutzung von Biogasanlagen - e-sieben.at

3.4.1 CRC-Systeme
Wärme kann mit Hilfe von Rankine-Kreisprozessen (Clausius-Rankine-Kreisprozesse, CRC)
in mechanische Energie und durch den Generator in Strom umgewandelt werden. In einem
geschlossenen Kreisprozess wird Wasser erhitzt, welches anschließend verdampft und
durch eine Turbine geleitet wird, welche den Generator für die Stromproduktion antreibt.
Dieser Kreisprozess kommt in vielen Energieerzeugungssystemen vor, einschließlich in
solaren und thermischen Kraftwerken, sowie in Kohle- und Atomkraftwerken.
Abbildung 31: Schema eines Rankine-Kreisprozesses (Quelle: English Wikipedia Nutzer
Andrew.Ainsworth)
Der Rankine-Kreisprozess wird in 4 Phasen unterteilt, die in Abbildung 31 (Phasen 1-4)
dargestellt werden:
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1-2: Das Arbeitsmittel wird aus einem niederen in einen höheren Druckbereich
gepumpt. Dabei ist nur ein kleiner Energieaufwand notwendig, da sich das
Arbeitsmaterial in flüssigem Zustand befindet.
2-3: Die unter Druck stehende Flüssigkeit gelangt in einen Kessel, der von der
Abwärme der Biogasanlage erhitzt wird, um trockenen Sattdampf herzustellen.
3-4: Der trockene Sattdampf expandiert und wird durch eine Turbine gelenkt wodurch
Strom erzeugt wird. Dadurch sinken Temperatur und Druck wodurch es zur
Kondensation kommt.
4-1: Der Nassdampf wird in einen Kondensator befördert, wo dieser unter konstanter
Temperatur zur Flüssigkeit weiter kondensiert.
Der Kreisprozess ist nun geschlossen und beginnt wieder mit der Phase 1-2.
Der Wirkungsgrad des Prozesses kann mit der Gleichung 14 berechnet werden.