Schnittbild durch die MGT Turbec T100. Kombiniert man eine solche Mikrogasturbine mit einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle, führt dies zu einem höheren Wirkungsgrad bei vermindertem Schadstoffausstoß.                                                                         (Grafik: Institut)

Das Geheimnis eines solchen Hybrid-Kraftwerks ist die Kombination einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle mit einer Mikro-Gasturbine. Die Herausforderung dabei: Beide Komponenten wurden nicht speziell für den Hybridbetrieb entwickelt, sondern sind bestehende Produkte. Um die Probleme zwischen den ungleichen Partner zu beseitigen und neue Erkenntnisse zu gewinnen, sollen die Komponenten zunächst virtuell, später jedoch auch in der realen Welt gekoppelt werden. Die Technologie lässt einen elektrischen Wirkungsgrad erwarten, der um etwa zehn Prozentpunkte über dem der Einzelkomponenten liegt.

  Um diesem Ziel näher zu kommen, wurden in den Laboreinrichtungen des DLR bereits im Vorfeld Alternativen untersucht, wie die Brennstoffzelle in den Gasturbinenkreislauf eingebunden werden kann. Die Entscheidung fiel schließlich auf ein System, bei dem die Brennstoffzelle von einem Verdichter mit komprimierter, in einem Wärmeaustauscher aufgeheizter Luft versorgt wird, während die Abgase in der Brennkammer der Gasturbine verbrannt werden. In der zunächst auf drei Jahre festgelegten ersten Projektphase werden die Wissenschaftler nun das Betriebskonzept erstellen und ein Modell des Hybrid-Kraftwerks erzeugen. Das ILA hat dabei die Aufgabe, die Funktionsweise der Mikrogasturbine zu analysieren und ein echtzeitfähiges, durch die Messdaten der Anlage validiertes Prozess-Modell zu erstellen. Dieses Modell wird dann um ein am DLR entwickeltes Modell der Brennstoffzelle erweitert. Auch die Ausarbeitung eines Regelungskonzepts für die Gesamtanlage gehört in den Zuständigkeitsbereich des ILA. Im weiteren Verlauf planen die Wissenschaftler die reale Kopplung des Kraftwerkbaus auf dem Gelände des DLR. Auf lange Sicht soll ein Demonstrationskraftwerk im Megawattbereich entstehen, das an einem geeigneten Standort unter Regie des Energieversorgers betrieben wird.