Das MARPOWER-Projekt, das von der Europäischen Union unterstützt wird, entwickelt ein fortschrittliches Energiesystem auf Basis einer Gasturbine zur Stromerzeugung und Kraft-Wärme-Kopplung auf Schiffen. Dieses System ist so konzipiert, dass es mit verschiedenen nachhaltigen Brennstoffen arbeitet und gleichzeitig die Gesamteffizienz erhöht.
Technologische Fortschritte und Systemdesign
Nach zwei Jahren seit Beginn des Projekts sind das Gesamtdesign des Kreislaufs und das System abgeschlossen, und detaillierte Entwürfe für die Hauptkomponenten wurden entwickelt. Mehrere Schlüsseltechnologien haben auch die Produktions- und Testphase erreicht. Diese Fortschritte umfassen optimierte Kompressoren, Turbinen und den erfolgreichen Test eines Prototyps einer Brennkammer mit 100 Prozent Wasserstoff.
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Die Leistung des MARPOWER-Systems hängt von der Leistung seiner Kompressoren und Turbinen ab. Die Designs für die Niederdruck- und Hochdruckkompressoren sind abgeschlossen, und das Design sowie die Optimierung der Niederdruckturbine wurden ebenfalls durchgeführt. Diese Entwicklungen berücksichtigen die spezifischen architektonischen Merkmale von MARPOWER und die Notwendigkeit der Brennstoffflexibilität.
Brennstoffflexibilität und Effizienzsteigerung
Brennstoffflexibilität ist eines der zentralen Merkmale des MARPOWER-Konzepts. Das System wurde so entwickelt, dass es nachhaltige und netto null Brennstoffoptionen, einschließlich Wasserstoff, Ammoniak, erneuerbarem Methanol und erneuerbarem Methan, mit begrenzten Änderungen im Verbrennungssystem unterstützt. Der Prototyp der MARPOWER-Brennkammer wurde produziert und erfolgreich mit 100 Prozent Wasserstoff getestet.
Die Verbesserung der Gesamteffizienz von MARPOWER hängt nicht nur von der Leistung der Gasturbine ab, sondern auch von der verstärkten Nutzung der im Kreislauf vorhandenen Wärmeenergie. Ein maßstabsgetreuer Prototyp eines Rekuperators wurde produziert und hat erfolgreich zerstörungsfreie Tests und Drucktests bestanden. Dieser Rekuperator gewinnt Wärme aus dem Gasturbinenkreislauf zurück, und seine Kapazität wurde so gestaltet, dass sie durch die Verwendung einer neuen Geometrie der Wärmeübertragungsfläche die Effizienz erhöht.
Das MARPOWER-Projekt befasst sich auch mit der verstärkten Nutzung der Abwärme durch ein ergänzendes Abwärmerückgewinnungssystem. Das Design dieses Systems umfasst einen WHR-Dampfkessel und den entsprechenden Kreislauf, einschließlich Dampfturbine, Pumpe, Generator, AMBs und Rotor-Dynamik. Diese Ansätze werden eingesetzt, um die Gesamteffizienz zu steigern und den Brennstoffverbrauch zu senken.
Die Entwicklung von Technologien zur Lasttoleranz und Steuerung für Hochgeschwindigkeitsrotoren ist ebenfalls ein weiterer wichtiger Aspekt dieses Projekts. Aktive magnetische Lager (AMB) sind so konzipiert, dass sie den Rotor berührungslos unterstützen und die aktive Positionierung unterstützen.
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