XRG hatte in diesem Clean Sky-Verbundprojekt das Arbeitspaket zur Erstellung zweier Medienmodelle für:

• Tetrafluorethan (R134a)
• feuchte Luft (im Temperaturbereich -100°C bis +250°C)

übernommen. Die Stoffdatenmodelle wurden mit Modelica programmiert und dabei das Modelica.Media Interface verwendet. Die Ergebnisse sind als Library unter der Modelica Lizenz 2.0 frei verfügbar.

Das Verbundforschungsprojekt "Dynamische Untersuchung von Dampfkraftprozessen mit CO2-Abtrennung zur Bereitstellung von Regelenergie" hatte die Bewertung der zur Abtrennung und Speicherung von CO2 erforderlichen Verfahren zum Ziel. Der Fokus der Untersuchungen lag hierbei insbesondere im dynamischen Übergangsverhalten der zukünftigen Anlagen und der Frage, inwieweit sich Kraftwerke mit CCS-Technologie an der Bereitstellung von Regelenergie beteiligen können. Die Bereitstellung von Regelenergie ist neben dem Ausgleich von Verbraucherschwankungen auch für die Gewährleistung eines sicheren Netzbetriebs bei steigenden Einspeisefluktuationen durch erneuerbare Energien von großer Bedeutung.

Die Modelica-Bibliothek ClaRaCCS

Im Rahmen des Projekts wurde die Modelica-Bibliothek ClaRaCCS erstellt. ClaRaCCS steht für Clausius-Rankine with Carbon Capture and Storage. Die Modellbibliothek zeichnet sich durch offenen Quell-Code, robuste Initialisierung, variablen Detaillierungsgrad aller relevanten Komponenten aus und besitzt den folgenden Umfang:

• Grundkomponenten für Wärmeübertrager (verschiedene Arbeitsmedien, typische Geometrien der Kraftwerkstechnik),
• Modelle für Pumpen, Turbinen und Verdichter (inkl. Transport verflüssigten Abgases),
• Modelle für Absorber- und Desorberkolonnen, Modelle für Luftzerlegungsanlagen,
• Stoffwertemodelle für Rauchgase und Lösungsmittel, Validierungsszenarien für den konventionellen Kreisprozess und die Gastrennverfahren.

Im Luftfahrtforschungsvorhaben NAKULEK (LUVO V-2) wurde ein neuartiges innovatives Kühlsystem für konzentrierte Wärmelasten in Verkehrsflugzeugen erforscht. Der Fokus lag dabei auf der Kühlung von Leistungselektronik mit Hilfe von Naturumläufen und Phasenwechselmaterialen. Die XRG Simulation GmbH optimierte die Entwicklung dieser Technologien mit dem Einsatz neuster modellbasierter Methoden.

Simulationen wurden dafür eingesetzt, den Systementwurf insbesondere unter Berücksichtigung von Flugbewegungen zu optimieren sowie die Entwicklung einzelner Komponenten voranzutreiben. Der synchronisierte Entwurf von Systemen und deren Komponenten ermöglichte eine optimale Gesamtsystementwicklung bezüglich Masse, Leistungsbedarf aerodynamischen Widerstands und Bauraum. Für die Systemsimulation sind neue Modellbibliotheken erstellt worden. Insbesondere die numerisch robuste Modellierung von Kältemitteln stellte eine wesentliche Weiterentwicklung für die Systemsimulation von Naturumläufen dar. Im Fokus der Modellierung des Komponentenverhaltens stand die Erarbeitung von Konzepten zur Untersuchung von Verdampfung/Kondensation mit CFD-Simulationen. Mit den neu entwickelten Modellierungsansätzen wurden neue Möglichkeiten zur Untersuchung von zweiphasigen Strömungen geschaffen.