Turbinen- und Energie-Technik am Tag des DLR

Das DLR stellt weitere Themen vor, die an seinem Tag der Luft– und Raumfahrt in den Laboren und Instituten und Einblick aktuelle Forschungsarbeiten geben.

Gemeinsam mit den Veranstaltungspartnern, der europäischen Raumfahrtagentur ESA, dem Flughafen Köln/Bonn und der Luftwaffe zeigt das DLR eine große Luftfahrzeugausstellung und das Astronauten-Trainingszentrum im EAC (European Astronaut Center). Ein Highlight der Energieforschung des DLR ist ein neuer Prüfstand für große Kraftwerksturbinen, der erstmals an diesem Tag zu besichtigen sein wird. Zudem zeigen die Energieforscher, wie man Energie effizient speichert und aus Sonnenenergie rund um die Uhr Strom erzeugen kann.

Turbinen und Triebwerke der Zukunft

In den Hochdruck-Brennkammerprüfständen des DLR-Instituts für Antriebstechnik wird das Herz von Turbinen, die Brennkammer, bis ins kleinste Detail getestet. Neue Brennkammertechnologien zünden hier das erste Mal. Getestet werden sowohl Brennkammern für Flugzeugtriebwerke als auch für Turbinen von großen Kraftwerken zur Stromerzeugung. Dabei kommt nicht nur Kerosin zum Einsatz, sondern die Forscher erproben auch alternative Treibstoffe, etwa Wasserstoff.

Zum Tag der Luft– und Raumfahrt öffnet erstmals der neue große Brennkammerprüfstand HBK5 seine Tore für die Öffentlichkeit. In einem angrenzenden Zelt können sich die Besucher in einer 3D-Umgebung durch eine virtuelle Triebwerksausstellung bewegen. Der Blick durch die Virtual-Reality-Brille zeigt dem Betrachter die Unterschiede zwischen modernen und älteren Triebwerken: Die Anlagen werden immer größer und nehmen beindruckende Dimensionen an.

Kraft gebündelter Sonnenstrahlen

Wie funktioniert ein Sonnenkraftwerk? Das erfahren die Besucher beim DLR-Institut für Solarforschung. Die Wissenschaftler hier arbeiten an großen Solarkraftwerken, bei denen Spiegel die Strahlen der Sonnen einfangen und fokussieren. Dort wo die Sonnenstrahlen zusammentreffen entstehen, wie bei einem Brennglas, hohe Temperaturen. Mit dieser Wärmeenergie – bis zu 500 Grad Celsius – wird Wasser zu Wasserdampf erhitzt und damit eine Turbine angetrieben. Dieser Sonnenofen des DLR, den die Besucher am Tag der Luft- und Raumfahrt besichtigen können, ist eine Forschungsanlage, an der neue Verfahren und Bauteile für Kraftwerke getestet und weiterentwickelt werden.

Ein zirka 60 Quadratmeter großer Spiegel konzentriert die Sonnenstrahlen auf eine Fläche von zehn mal zehn Zentimeter. Die so gebündelte Sonnenenergie erzeugt Temperaturen mit denen mühelos ein Tresor aufgeschmolzen werden kann. Neben der Herstellung von Strom arbeiten Wissenschaftler auch an Verfahren zur Herstellung von Treibstoffen, wie zum Beispiel Wasserstoff. Zu sehen sind am Veranstaltungstag auch die bis zu sechs Meter hohen Parabolspiegel, die in Solarkraftwerken in Spanien, den USA, Asien und Nordafrika zum Einsatz kommen und im Vorfeld beim DLR getestet werden.

Besonders wertvoll: Gespeicherte Energie

Für einen effizienten Umgang mit Energie ist es wichtig, dass sie möglichst verlustfrei gespeichert werden kann, bis sie tatsächlich gebraucht wird. DLR-Energieforscher in Köln arbeiten vor allem daran, wie Wärmeenergie in Industrieprozessen aufgefangen und bei Bedarf wieder eingesetzt werden kann. Zum Beispiel können Hochtemperatur-Wärmespeicher in bestehenden Gas- und Dampfkraftwerken zum Einsatz kommen, ebenso wie in Solar- und Druckluftkraftwerken. Im CeraSorE-Gebäude zeigen Wissenschaftler des Instituts für Technische Thermodynamik, welche unterschiedlichen Möglichkeiten zur Speicherung von Energie in Form von Wärme aber auch Strom möglich sind.

Energie zum Mitnehmen

Energie zum Mitnehmen gibt es dort tatsächlich auch: Kinder können sich in einem kleinen Plastik-Säckchen einen Taschenwärmer selbst basteln. Die Säckchen werden mit einem Salz (Natriumacetat-Trihydrat), Wasser und kleinen Knickblättchen gefüllt und verschlossen. Die Taschenwärme werden vor Ort in kochendem Wasser „aufgeladen“ und können mit nach Hause genommen werden.

Keramik für effizientere Brennkammern

Keramische Faserverbund-Werkstoffe sind ebenso robust wie metallische Werkstoffe, dabei halten sie deutlich höhere Temperaturen aus und sind wesentlich leichter. Sie sollen unter anderem in Brennkammern von Gasturbinen zum Einsatz kommen, wodurch die Temperatur im Innern der Brennkammern weiter gesteigert und Kühlluft gespart werden kann. Im CeraStorE-Gebäude können auch die Fertigungsanlagen des DLR-Instituts für Werkstoff-Forschung für diese Materialien besichtigt werden.

Tag der Luft- und Raumfahrt in Köln

Der Tag ist der 20. September 2015, von 10:00 bis 18:00 Uhr. Ort ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Linder Höhe, 51147 Köln. Es wird empfohlen, mit öffentlichen Verkehrsmitteln anzureisen, zum Beispiel mit den S-Bahn-Linien 12 oder 13 bis Bahnhof Wahn oder bis Bahnhof Spich. Von den S-Bahnhaltestellen wird ein kostenloser Shuttleverkehr eingerichtet. Bei der Anreise mit dem Auto gibt es gesonderte Parkplätze, die außerhalb des DLR-Geländes liegen. Auch von diesen Parkplätzen fahren kostenlose Shuttle-Busse zum DLR. Eine Skizze zur Anfahrt gibt es hier. Der Eintritt zu allen Angeboten der Zentralveranstaltung ist frei. Die Veranstalter erwarten mehrere 10.000 Besucher auf dem zirka 50 Hektar großen Gelände.

Im Bild: Der HBK5 des DLR mit seiner thermischen Leistung von 125 Megawatt, die der Leistung von ca. 1.000 Mittelklasse-PKW entspricht. Er ermöglicht den Forschern im Bereich der Brennkammerprüfstände neue Entwicklungs- und Testmöglichkeiten.

Foto: DLR (CC-BY 3.0)