Das Projekt "Teilvorhaben: Gleichrichter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BITSz electronics GmbH durchgeführt. Die Senkung der Kosten für die Bohrungen bis ins kristalline Grundgebirge trägt maßgeblich zur Wirtschaftlichkeit von Geothermieprojekten bei. Das Elektroimpulsverfahren (EIV) bietet eine energieeffiziente und verschleißfreie Alternative zu den konventionellen Werkzeugen. Im Rahmen der bisherigen Forschung wurde ein Bohrkopf, bestehend aus Stoßspannungsquelle (bis 600 kV) und Bohrelektroden für eine 12 1/4'-Bohrung umgesetzt und erfolgreich getestet. Das Ziel ist es nun, die entsprechende Imloch-Spannungsversorgung zu entwickeln und das Gesamtsystem unter In-Situ Bedingungen zu erproben. Ausgangspunkt ist die, auf den Ergebnissen der bisherigen Arbeiten basierende, Entwicklung von Elektroden für wasserbasische Spülungen. Parallel dazu wird das Gesamtsystem hinsichtlich der Spülungseigenschaften und einer möglichst gründlichen Bohrlochsohlenreinigung optimiert. Im Ergebnis entsteht der Prototyp des Bohrkopfes, der für die In-Situ-Tests eingesetzt wird. Anhand der Leistungsparameter des Prototyps wird die Spannungsversorgung entwickelt und umgesetzt. Die Spannungsversorgung besteht aus einem Bohrlochsohlenmotor der einen elektrischen Generator antreibt. Dessen elektr. Ausgangsspannung wird über einen zu entwickelten Transformator und Gleichrichter auf das für die Stoßspannungsquelle benötigte Gleichspannungsniveau umgewandelt. Hinzu kommt die Steuerungs- und Kommunikationstechnik, welche für den Einsatz unerlässlich ist. Die Komponenten werden an die Bedingungen einer 12 1/4' Bohrung und Temperaturen von bis zu 200 °C angepasst. Zur Entwicklung gehört zudem eine Testphase bei der die stabile Funktion und die Leistungsfähigkeit der Einzelkomponenten, Baugruppen und des Gesamtsystems nachgewiesen werden. Danach wird das System in einer Bohrung erprobt und dessen Leistungsfähigkeit in Versuchen nachgewiesen. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wird am Ende des Projektes die Wirtschaftlichkeit abgeschätzt. Der bisherige Stand zeigt mögliche Einsparungen von bis zu 30%.
Das Projekt "Teilvorhaben: Rotationsfeste Leistungselektronik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Elektrotechnisches Institut, Professur für Elektrische Maschinen und Antriebe durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist mit einer zu entwickelnden kontaktlosen elektronischen Erregung von Turbogeneratoren mit Haupt- und Hilfserregermaschinen die zukünftigen Anforderungen von Grid Codes und Smart Grids zu erfüllen, die an eine dynamische Erregung von Generatoren gestellt werden. Damit werden moderne Generatoren, die z.B. in Gas- und Dampfkraftwerk Anwendung finden, in die Lage versetzt, entscheidend zur Netzstabilität beizutragen, die durch fluktuierende Energieeinspeiser wie Wind- und Solarkraftwerke beeinträchtigt wird. Zur Vermeidung wartungsintensiver kontaktbehafteter Realisierungen wird eine Lösung angestrebt, die vorhandene Energiespeicher auf dem Rotor mit Hilfe moderner steuerbarer Halbleiter-Leistungsbauelemente nutzt, um eine schnelle Auf- und Enterregung des Generatorfelds zu realisieren. Durch Bau und Test eines Prototyps sollen die Vorteile dieser Variante nachgewiesen werden. Nach der Spezifikation der Anforderungen durch die industriellen Verbundpartner sollen Schaltungstopologien und verschiedene Leistungshalbleiter verglichen werden. Nach einer Grundsatzentscheidung erfolgt die Konzeptionierung und der Bau der Gate-Treiber, der Ansteuerelektronik, sowie eines Überwachungs- und Schutzeinrichtungssystem. Ein Forschungsmuster soll in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern entstehen. Der aktive Gleichrichter ist am Prüfstand elektrisch und mechanisch zu prüfen und die Ergebnisse sind wissenschaftlich zu bewerten.