Modellierung und Optimierung des Kalina-Kreislaufs zur geothermischen Stromerzeugung

In der Dissertation wird das thermodynamische Verhalten des Kalina-Kreislaufs bei Nutzung geothermischer Energiequellen mit niedriger Temperatur beschrieben und hiermit der Kraftwerksprozess optimiert. Es werden heutige und neue Prozessvarianten zur Effizienzsteigerung von Geothermiekraftwerken basierend auf dem Netto-Anlagenwirkungsgrad untersucht, bewertet und verglichen. Die Simulationsmodelle sind am Geothermiekraftwerk Bruchsal validiert, wodurch ein realer Prozess als Referenzmodell abgebildet ist. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass der Wirkungsgrad auf 3,8 % und somit die im Jahr erzeugte Strommenge des Kalina-Kreislaufs gegenüber bisherigen Ausführungen gesteigert werden kann. Grundlage ist ein an geothermische Energiequellen angepasstes Prozessdesign und die optimale Abstimmung der Betriebsparameter.

The research work describes the thermodynamic behaviour of a Kalina-cycle powered by a geothermal heat source. Actual and new layouts of the process design are introduced and compared based on the net plant efficiency. The geothermal power plant of Bruchsal is used for verifying the computational model and as state of the art reference. The results show an increase in plant-efficiency up to 3.8 % compared to nowadays Kalina-cycle power plants using a new process design and modified operational mode.