NWO Grant voor hergebruiken van thermische energie aan boord van vliegtuigen
Prof. Colonna, voorzitter van de onderzoeksgroep Propulsion and Power, en zijn collega’s Dr. De Servi, Dr. Pini en Dr. Vos hebben een NWO Open Technology Program Grant van € 1.300.000 ontvangen voor het onderzoeksproject "Waste Heat Recovery Systems for More Electric Aircraft". Het doel van dit programma is het ontwikkelen van een baanbrekende technologie voor de terugwinning van restwarmte die de brandstofefficiëntie van vliegtuigen sterk zal verhogen, namelijk ultralichte organic Rankine cycle (ORC) power systems.
Twee toepassingen maken deel uit van het onderzoek. Een kan eerder op de markt worden gebracht, namelijk een auxiliary power unit (APU) op basis van gasturbines met ORC-restwarmte-terugwinning die alle benodigde elektrische energie tijdens de vlucht levert met een zeer hoog rendement. Voor de wat verdere toekomst wordt gekeken naar turbofanmotor met gecombineerde cyclus. Het team zal nieuwe stroom- en motorconfiguraties bestuderen die radicaal nieuwe ontwerpen voor zowel turbomachinerie als warmtewisselaarcomponenten toepassen.
Het team gaat gebruik maken van nieuwe methoden die door de groep zijn ontwikkeld en deze methoden gedeeltelijk valideren met behulp van de unieke experimentele ORCHID setup van het Propulsion and Power lab. Deze opstelling implementeert een circuit waarin een organische vloeistof stroomt. In de hoge temperatuursectie wordt dit een hete damp die naar een supersonische spuitstuk kan worden gestuurd voor fundamentele gasdynamica-experimenten en naar een mini ORC-turbine voor testdoeleinden.
Het onderzoek zal leiden tot nieuwe simulatietools, nieuwe ontwerpmethoden, optimale configuraties en werkvloeistoffen. Hierdoor wordt de weg wordt vrijgemaakt voor R&D-programma's die gericht zijn op brede commercialisering van technologie voor de terugwinning van restwarmte uit de lucht. Als het onderzoek succesvol is, kan het leiden tot een verlaging van de CO2-uitstoot en het brandstofverbruik van commerciële vliegtuigen met 5-10%.
Het project wordt medegefinancierd en ondersteund door Safran, MTU en Aeronamic, gesponsord in natura door AKG en Asimptote, terwijl Airbus, Airbus Helicopters, NLR en het Aicraft Design Laboratory of Stanford University een toezichthoudende rol vervullen.