MOVE im Überblick: Entwicklung eines Rotationskolbenexpanders für effiziente Abwärmenutzung

Projekttitel:	MOVE – Motion by Organic Vapour Expansion
Fördergeber:	Bund
Projektlaufzeit:	01.01.2023 – 30.06.2025
Projektpartner:	Kompetenzzentrum für Kraft-Wärme-Kopplung KoKWK, OTH Amberg-Weiden Nägele Mechanik GmbH
Projektziel	Das Projekt MOVE hatte das Ziel, einen neuartigen Rotationskolbenexpander zu entwickeln, der die Umwandlung von industrieller Abwärme in nutzbaren Strom effizienter und kostengünstiger macht. Mit dieser Technologie kann auch bei kleineren Anlagen – etwa in Handwerksbetrieben oder kleineren Industriebetrieben – ungenutzte Wärmeenergie in elektrische Energie umgewandelt werden. Das Forschungsteam der OTH Amberg-Weiden arbeitete gemeinsam mit der Nägele Mechanik GmbH und dem Steinbeis-Beratungszentrum Technologische Transformation daran, den Expander zu modellieren, zu simulieren und experimentell zu prüfen. Ziel war es, die Grundlage für einen zuverlässigen, wirtschaftlich herstellbaren Prototyp zu schaffen, der künftig die Energieeffizienz in Industrie und Gewerbe nachhaltig verbessert.

Gesellschaftliche Relevanz

Effiziente Nutzung industrieller Abwärme
Das Projekt MOVE adressiert die energetische Erschließung bislang ungenutzter Abwärmequellen, insbesondere in kleinen und mittleren Unternehmen – ein Schlüssel zur CO₂-Reduktion in der dezentralen Energienutzung.
Lösung für den kleinskaligen Leistungsbereich
Für den Markt der ORC-Systeme (Organic Rankine Cycle) fehlte bisher ein wirtschaftlicher, robuster Expander für Leistungen <50 kW – MOVE liefert genau hierfür eine neue technische Lösung.
Förderung von Energieeffizienz und Ressourcenschonung
Die Verstromung von Niedertemperatur-Abwärme verbessert die Primärenergiebilanz industrieller Prozesse und leistet einen direkten Beitrag zu Energieeinsparungen.
Technologischer Mittelstand im Fokus
Die Kooperation mit einem KMU (Nägele Mechanik GmbH) stärkt den Innovationsstandort Deutschland – durch praxisorientierte Forschung mit klarer Anwendungs- und Marktperspektive.

Entwicklung und Validierung eines neuartigen volumetrischen Expanders
Der MOVE-Einkolbenexpander kombiniert Elemente der Schrauben- und Rotationskolbenmaschinen in einem innovativen Ansatz zur isentropen Entspannung organischer Arbeitsmedien.
Simulationsbasierte Auslegung und experimentelle Verifikation
- Erstellung eines detaillierten Simulationsmodells des thermodynamischen und mechanischen Verhaltens
- Messreihen zur Validierung im Technikum (inkl. Druckverläufe, Wirkungsgrade, Leckströme)
Optimierung von Dichtungen und Materialauswahl
In Zusammenarbeit mit dem Steinbeis-Beratungszentrum erfolgte eine gezielte Analyse geeigneter Materialien und Dichtkonzepte für ORC-typische Betriebsbedingungen.
Beiträge zu interdisziplinären Forschungsfeldern
- Energietechnik: ORC-Technologie, Systemintegration, Wärmenutzung
- Maschinenbau: rotierende Verdrängermaschinen, Konstruktion, Dichtungstechnik
- Numerische Modellierung: CFD-Methoden, Simulation von Expansionsprozessen
- Materialwissenschaft: tribologische Belastungen, chemische Beständigkeit
Transferpotenzial in industrielle Anwendungen
Die Erkenntnisse aus MOVE fließen direkt in die Entwicklung eines marktfähigen Prototyps ein – mit Potenzial für Serienfertigung und Integration in energieeffiziente Anlagenkonzepte.