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2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

8. Stationäre Kolbenmotoren für energetischen Einsatz

verfasst von : Prof. Dr.-Ing. Richard Zahoransky

Erschienen in: Energietechnik

Verlag: 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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Fußnoten
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.
 
Literatur
1.
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Zurück zum Zitat Zahoransky, R., Knöringer, P., Schelling, U., Wittig, S.: Anmerkungen zum Einsatz und Wirkungsgrad kleiner Kraftmaschinen – Turbinen, Dampfmotor und Schraubenexpander. Wärme 91(4), 43 (1983) Zahoransky, R., Knöringer, P., Schelling, U., Wittig, S.: Anmerkungen zum Einsatz und Wirkungsgrad kleiner Kraftmaschinen – Turbinen, Dampfmotor und Schraubenexpander. Wärme 91(4), 43 (1983)
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Zurück zum Zitat SOLO Kleinmotoren GmbH: Werks-Schnittzeichnung des Stirlingmotors 161. Firmenprospekt, Sindelfingen (2001) SOLO Kleinmotoren GmbH: Werks-Schnittzeichnung des Stirlingmotors 161. Firmenprospekt, Sindelfingen (2001)
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Zurück zum Zitat Zacharias, F.: Gasmotoren. Vogel-Verlag, Würzburg (2001). Vogel Business Media GmbH & Co. KG Zacharias, F.: Gasmotoren. Vogel-Verlag, Würzburg (2001). Vogel Business Media GmbH & Co. KG
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Zurück zum Zitat 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) 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)
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Zurück zum Zitat Glöckner, M., Bach, I.: Digital Control of Diesel Engines. Die Bibliothek der Technik, Bd. 244. Verlag Moderne Industrie GmbH, Landsberg (2003) Glöckner, M., Bach, I.: Digital Control of Diesel Engines. Die Bibliothek der Technik, Bd. 244. Verlag Moderne Industrie GmbH, Landsberg (2003)
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Zurück zum Zitat Weis, A.: Konzipierung eines Pflanzenöl-Blockheizkraftwerks für die Diakonie Kork. Hochschule Offenburg, Offenburg (2007). Diplomarbeit der Hochschule Offenburg Weis, A.: Konzipierung eines Pflanzenöl-Blockheizkraftwerks für die Diakonie Kork. Hochschule Offenburg, Offenburg (2007). Diplomarbeit der Hochschule Offenburg
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Zurück zum Zitat 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 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
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Zurück zum Zitat 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 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
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Zurück zum Zitat 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) 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)
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Zurück zum Zitat 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) 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)
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Zurück zum Zitat 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 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
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Zurück zum Zitat 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) 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)
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Zurück zum Zitat 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) 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)
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Zurück zum Zitat 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) 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)
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Zurück zum Zitat Global Sourcing Guide, Diesel & Gas Turbine Publications, Waukesha/WI, Vol. 80 (2015) Global Sourcing Guide, Diesel & Gas Turbine Publications, Waukesha/WI, Vol. 80 (2015)
Metadaten
Titel
Stationäre Kolbenmotoren für energetischen Einsatz
verfasst von
Prof. Dr.-Ing. Richard Zahoransky
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-21847-8_8

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