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2019 | OriginalPaper | Chapter

8. Stationäre Kolbenmotoren für energetischen Einsatz

Author : Prof. Dr.-Ing. Richard Zahoransky

Published in: Energietechnik

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Kolbenmotoren finden in der Energieversorgung vielfältig Verwendung als Notstromaggregate, als Antrieb für Pumpen in Großkraftwerken und in dezentralen Blockheizkraftwerken BHKW. Motoren für Notstromaggregate und zum Antrieb von Arbeitsmaschinen werden meist mit Diesel‐Kraftstoff betrieben. In BHKW dominieren Gasmotoren, wobei Erdgas, Deponie‑ oder Klärgas bevorzugt sind. Die wesentliche Thermodynamik der Otto‑, Diesel‑ und Stirling‐Motoren wird in Kürze behandelt, während die Gasmotoren tiefere Behandlung finden. Die Motoren für die Energieversorgung stammen i. Allg. von mobilen Anwendungen ab und werden an die energietechnischen Anwendungen angepasst.

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Footnotes
1
Nikolaus Otto, 1832–1892.
 
2
Die Umweltauswirkungen des Dieselmotors sind in Diskussion. Mit dem hohen Wirkungsgrad ist er einerseits als umweltschonend anzusehen, da er weniger CO2 emittiert, jedoch gelten die emittierten NOx-Gase als gesundheitsschädlich. Durch die eingesetzten Partikelfilter werden die generierten Rußpartikel nicht mehr als größeres Problem angesehen.
 
3
Beim Ausströmen in die Atmosphäre nimmt das absolute und spezifische Volumen des über Atmosphärendruck stehenden Abgases zu, weshalb der Abkühlvorgang nicht isochor ist. Allerdings saugt der Motor wieder Frischluft bei V1 = V4 an, so dass sich für den Kreisprozess dies als (fiktive) isochore Wärmeabfuhr darstellt.
 
4
Rudolf Diesel, 1858–1913.
 
5
Von Moritz Seiliger 1922 vorgeschlagen.
 
6
Der Seiliger Prozess beschreibt ebenso den Otto‐Kreisprozess realitätsnaher, da ein Gleichdruckanteil auch bei der Verbrennung im Otto‐Motor vorliegt.
 
7
Der Prozess mit isentroper Verdichtung, Gleichdruckverbrennung, isentroper Entspannung und isochorer Wärmeabfuhr wird als Diesel‐Prozess bezeichnet.
 
8
Robert Stirling, schottischer Geistlicher, 1790–1878.
 
9
Bei isothermer Verdichtung und Entspannung gilt für perfekte Gase: ∆s12 = R lnV2/V1 bzw. ∆s34 = R lnV4/V3. Da V2 = V3 sowie V1 = V4 sind, ist ∆s12 = −∆s34.
 
Literature
1.
Robert Bosch GmbH (Hrsg.): Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 27. Aufl. Vieweg+Teubner, Wiesbaden (2011)
2.
Zahoransky, R., Knöringer, P., Schelling, U., Wittig, S.: Anmerkungen zum Einsatz und Wirkungsgrad kleiner Kraftmaschinen – Turbinen, Dampfmotor und Schraubenexpander. Wärme 91(4), 43 (1983)
3.
4.
Dr.-Ing. Zacharias, F.: Information Gasmotoren. DEUTZ-MWM Eigenverlag, Mannheim (1993). Firmenschrift Deutz-MWM
5.
Lausch, W., Fleischer, F., Maier, L.: Möglichkeiten und Grenzen von NOx‑Minderungsmaßnahmen bei MAN-B&W-Viertakt-Großdieselmotoren. Mot. Zeitschrift Mtz 54, 64 (1993)
6.
SOLO Kleinmotoren GmbH: Firmenprospekt SOLO Stirling GmbH 161. SOLO Eigenverlag, Sindelfingen (2001)
7.
SOLO Kleinmotoren GmbH: Werks-Schnittzeichnung des Stirlingmotors 161. Firmenprospekt, Sindelfingen (2001)
8.
Zacharias, F.: Gasmotoren. Vogel-Verlag, Würzburg (2001). Vogel Business Media GmbH & Co. KG
9.
DVGW Technische Regeln, Arbeitsblatt G260 (2013)
10.
Deutz: MWM Betriebsstoffvorschriften 029752299, Fa. DEUTZ-MWM (ca. 2000)
11.
Küttenbaum, H., Kesselring, P., Zahoransky, R.: CO 2-Bilanz von gasbefeuerten Block(heiz)kraftwerken. Brennstoff-wärme-kraft Bwk 51(7), 55 (1999). 7/8
12.
DIN ISO 8528: Stromerzeugungsaggregate mit Hubkolben-Verbrennungsmotoren. Beuth-Verlag, Berlin (2017). Neueste Ausgabe
13.
Zacharias, F.: Der Notstromdiesel als Sicherheitsstromquelle, Broschüre Deutz-MWM, D-68140 Mannheim (1996)
14.
Gesetz für die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung (Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz), Stand 2014
15.
Pfeiffer, U., Zarske, S., Samenfink, W., Dittmann, R., Laile, E., Zahoransky, R.A.: Optisches Multiwellenlängen-Extinktionsverfahren – angewandt zur on-line Messung der Größe und Partikelkonzentration von Partikeln im Abgas von Dieselmotoren Bd. 1189. VDI-Verlag, Düsseldorf, S. 285–300 (1995). VDI Berichte
16.
Nikitidis, M.S., Konstandopoulos, A.G., Zahoransky, R.A., Laile, E.: Correlation of measurements of a new long optical path length particle sensor against gravimetric an electrical mobility based particle measurements in diesel exhaust. SAE_NA Technical Paper Series, Bd. 2001, S. 1–73 (2001)
17.
Nikitidis, M.S., Manikas, T., Zarvalis, D., Divinis, N., Altiparmakis, C., Konstandopoulos, A.G.: Collection efficiency of various filter media in diesel exhaust. SAE_NA Technical Paper Series, Bd. 2001, S. 1–75 (2001)
18.
Glöckner, M., Bach, I.: Digital Control of Diesel Engines. Die Bibliothek der Technik, Bd. 244. Verlag Moderne Industrie GmbH, Landsberg (2003)
19.
Weis, A.: Konzipierung eines Pflanzenöl-Blockheizkraftwerks für die Diakonie Kork. Hochschule Offenburg, Offenburg (2007). Diplomarbeit der Hochschule Offenburg
20.
Heinzmann GmbH & Co. KG: Firmenschrift KRONOS Gas Engine Control Systems. Eigenverlag der Fa. Heinzmann GmbH, Schönau (2007). Schrift # DZ_KRO_001_07_04_e_1_2007, bzw. www.​heinzmann.​com
21.
Heinzmann GmbH & Co. KG,: Firmenschrift MEGASOL Gas Injection Valves for Gas and Dual Fuel Engines. Eigenverlag der Fa. Heinzmann GmbH, Schönau (2006). Schrift # DZ_MEG_001_06_03_e_1_2006, bzw. www.​heinzmann.​com
22.
Heinzmann GmbH & Co. KG: Firmenschrift ARTEMIS Dual Fuel Control Solutions. Eigenverlag der Fa. Heinzmann GmbH, Schönau (2008). Schrift # ETM_ART_002_08_02_e_1_2008, bzw. www.​heinzmann.​com
23.
Schüller, R., Böhler, F., Zahoransky, R.: Hybridantrieb für Industrie-Anwendungen; Hybrid-Baumaschinen – Innovative Arbeitsmaschinen von morgen, Mobile Maschinen 3, S. 30–33, Vereinigte Fachverlage GmbH Mainz (2009)
24.
Böhler, F., Thiebes, P., Geimer, M., Santoire, J., Zahoransky, R.: Hybrid drive systems for industrial applications. SAE-NA Paper Series, Bd. 2009-24-0061. (2009)
25.
Heinzmann GmbH & Co. KG: Firmenschrift Heinzmann’s LPG/CNG Electric Hybrid Engine. Eigenverlag, Schönau (2008). Schrift # ETM_HYP_002_08_02_e_1_2008, bzw. www.​heinzmann.​com
26.
Zahoransky, R., Böhler, F., Schüller, R.: Diesel-electric hybrid drives for off-highway applications, 8th Int. CTI Symposium Innovative Automotive Transmissions, 30.11.-03.12.2009, Berlin, Tagungsband Vol. 1, S. 490; Hrsg. CTI-Car Training Institute, Düsseldorf (2009)
27.
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. FNR (Herausgeber): Bioenergie. FNR, Hofplatz 1, 18276 Gülzow (2007)
28.
Dorn, B., Wehmann, C., Winterhalter, R., Zahoransky, R.: Particle and Gaseous Emissions of Diesel Engines Fuelled by Different Non-Esterified Plant Oils SAE_NA Paper Series Bd. 2007, S. 24–127 (2007)
29.
Dorn, B., Zahoransky, R.: Non-esterified plant oils 95 fuel – Engine characteristics and emission behaviour. SAE-NE Paper Series, Bd. 2009-24-0097. (2009)
30.
31.
Dengler, P., Geimer, M., Zahoransky, R.: Potential of Reduced Fuel Consumption of Diesel-Electric APUs at Variable Speed in Mobile Applications ICE 2011, Capri. SAE Int. Tech. Paper Series, Bd. 2011-24-0075. (2011)
32.
Global Sourcing Guide, Diesel & Gas Turbine Publications, Waukesha/WI, Vol. 80 (2015)
Metadata
Title
Stationäre Kolbenmotoren für energetischen Einsatz
Author
Prof. Dr.-Ing. Richard Zahoransky
Copyright Year
2019
Book
Energietechnik

Print ISBN: 978-3-658-21846-1

Electronic ISBN: 978-3-658-21847-8

Copyright Year: 2019

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-21847-8_8

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