15. September 2015

Tag der Luft- und Raumfahrt beim DLR: Sonnenenergie und Einblick ins Herz von Kraftwerksturbinen

DLR-Sonnenofen in Köln
DLR-Sonnenofen in Köln
Bild 1/3, Quelle: DLR.

DLR-Sonnenofen in Köln

Ein 60 Quadratmeter großer Spiegel sammelt das Sonnenlicht und lenkt es auf die Facettenspiegel (im Bild links zu sehen) Diese Spiegel konzentrieren die Sonnenstrahlen um den Faktor 5200 und lenken sie in das Versuchslabor des Kölner Sonnenofens (Lichteinfall ist rechts im Bild zu sehen).

Sonnenofen-Heliostat sammelt auf 57 Quadratmetern die Sonne ein
Bild 2/3, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Sonnenofen-Heliostat sammelt auf 57 Quadratmetern die Sonne ein

Der Heliostat des DLR-Sonnenofens in Köln sammelt die Sonnenstrahlung ein und reflektiert sie auf den so genannten Konzentrator, das sind 157 einzelne leicht gewölbte und präzise ausgerichtete Spiegel, die das Licht in einem Brennpunkt bündeln. Die um den Faktor 5200 konzentrierten Sonnenstrahlen fallen von dort in den zirka vier mal vier Meter großen Versuchsraum des Sonnenofens.

Der neue Hochdruckbrennkammerprüfstand HBK 5
Der neue Hochdruckbrennkammerprüfstand HBK 5
Bild 3/3, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Der neue Hochdruckbrennkammerprüfstand HBK 5

Der HBK5 bietet mit seiner thermischen Leistung von 125 Megawatt, die der Leistung von ca. 1000 Mittelklasse-PKW entspricht, im Bereich der Brennkammerprüfstände neue Entwicklungs- und Testmöglichkeiten.

Am Tag der Luft- und Raumfahrt öffnet das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Labore und Institute und bietet Einblick in seine Forschungsarbeit. 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.

Weitere Informationen zu den Angeboten am Tag der Luft- und Raumfahrt finden sie auf unserer Sonderseite:

- 20. September 2015: Tag der Luft- und Raumfahrt in Köln – allgemeine Informationen und Rahmenprogramm

- Schwebende Metalle und drehende Zentrifuge – Informationen mit dem Schwerpunkt Raumfahrt

- Flugzeuge und Luftfahrtforschung hautnah erleben – Informationen mit dem Schwerpunkt Luftfahrt


Kraftwerksturbinen 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 HBK5seine 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.

Die Kraft von gebündelten Sonnenstrahlen

Wie funktioniert ein Sonnenkraftwerk? Das erfahren die Besucher beimDLR-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. Der DLR-Sonnenofen, 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 DLR-Institut für Technische Thermodynamikwelche 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-Forschungfür diese Materialien besichtigt werden.

Tag der Luft- und Raumfahrt in Köln

Informationen zu An- und Abreise finden Sie auf der DLR-Sonderseite zum Tag der Luft- und Raumfahrt 2015. Es wird empfohlen, mit öffentlichen Verkehrsmitteln anzureisen. Von den S-Bahnhaltestellen ist ein kostenloser Shuttleverkehr eingerichtet. Der Eintritt zu allen Angeboten der Zentralveranstaltung ist frei. Die Veranstalter erwarten mehrere 10.000 Besucher auf dem zirka 50 Hektar großen Gelände.

Kontakt
  • Andreas Schütz
    Pressesprecher
    Telefon: +49 2203 601-2474
    Telefax: +49 2203 601-3249
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  • Dorothee Bürkle
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
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  • DLR-Sonnenofen in Köln

    DLR-Sonnenofen in Köln

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    Ein 60 Quadratmeter großer Spiegel sammelt das Sonnenlicht und lenkt es auf die Facettenspiegel (im Bild links zu sehen) Diese Spiegel konzentrieren die Sonnenstrahlen um den Faktor 5200 und lenken sie in das Versuchslabor des Kölner Sonnenofens (Lichteinfall ist rechts im Bild zu sehen).
  • Sonnenofen-Heliostat sammelt auf 57 Quadratmetern die Sonne ein

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    Der Heliostat des DLR-Sonnenofens in Köln sammelt die Sonnenstrahlung ein und reflektiert sie auf den so genannten Konzentrator, das sind 157 einzelne leicht gewölbte und präzise ausgerichtete Spiegel, die das Licht in einem Brennpunkt bündeln. Die um den Faktor 5200 konzentrierten Sonnenstrahlen fallen von dort in den zirka vier mal vier Meter großen Versuchsraum des Sonnenofens.
  • Der neue Hochdruckbrennkammerprüfstand HBK 5

    Der neue Hochdruckbrennkammerprüfstand HBK 5

    Quelle: DLR (CC-BY 3.0).  |  Download
    Der HBK5 bietet mit seiner thermischen Leistung von 125 Megawatt, die der Leistung von ca. 1000 Mittelklasse-PKW entspricht, im Bereich der Brennkammerprüfstände neue Entwicklungs- und Testmöglichkeiten.

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