EN3 - Tech-info

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Gesetzlicher Hinweis: Der Erwerb dieser Vermögensanlage ist mit erheblichen Risiken verbunden und kann zum vollständigen Verlust des eingesetzten Vermögens führen. Der in Aussicht gestellte Ertrag ist nicht gewährleistet und kann auch niedriger ausfallen.

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1. Grundlagen

Die Grundlage unseres Energiewandlungssystems bildet der Clausius-Rankine-Prozess (CRC-Prozess). Er geht auf den schottischen Physiker und Ingenieur William John Macquorn Rankine zurück und wird heute in allen modernen Großkraftwerken erfolgreich eingesetzt. Er beschreibt einen thermodynamischen Kreisprozess zur Umwandlung von thermischer Energie in mechanische Arbeit.

Bisher gab es keine Dampfexpansionsmaschinen (Expander), die für Anwendungen im kleinen Leistungsbereich geeignet sind. Deshalb konnten die Arbeitsprozesse von Großkraftwerken bisher nicht auf kleine Energiesysteme wie Motoren von Biogasanlagen, LKW oder PKW übertragen werden. Im Großkraftwerk werden überwiegend Turbinen eingesetzt. Die Runterskalierung von Turbinen für kleine Systeme ist aufgrund der sehr hohen Herstellungskosten unattraktiv. Ein weiterer wesentlicher Nachteil bei kleinen Turbinen ist ihr niedriger Expansionswirkungsgrad. Turbinen müssen einen bestimmten Spaltraum (Spiel) zwischen dem sich drehenden Element und dem Gehäuse haben. Dadurch strömt der Dampf an diesen Stellen vorbei und mindert den Wirkungsgrad. Die Leistungsverluste bei Turbinen unter 100KW werden überproportional groß, so dass eine Wirtschaftlichkeit nicht mehr gegeben ist.

Da unser Abwärmenutzsystem unabhängig von der Art der Wärmequelle arbeitet, ergeben sich vielfältige Lösungen im Bereich der Stromgewinnung aus Rest- und Abwärme. EN3 fokussiert sich zunächst auf die Verstromung der Abgasenergie von Verbrennungsmotoren.

Der Verbrennungsmotor stellt weltweit die wichtigste Technologie zur Erzeugung elektrischer oder mechanischer Energie dar. Er wird in Automobilen, Schiffen oder in dezentralen Kraftwerken (BHKW, Biogasanlegen) zur Stromerzeugung eingesetzt. Obwohl diese Technik immer weiter optimiert wurde, gehen auch heute noch ca. 60% der im Kraftstoff gebundenen Energie ungenutzt über das Kühlwasser und die Abgaswärme an die Umwelt verloren. Hier setzt unsere Lösung an.

Das EN3- Energiewandlungssystem besteht aus einem Verdampfer, einer Expansionsmaschine (Expander), einem Kondensator und einer Speisepumpe.

Im EN3-System gelangt die in Abgasen gebundene Wärme (ca. 450°C) von einer externen Wärmequelle (z.B. von einem Verbrennungsmotor) in den Dampferzeuger (1). Dort wird ein Arbeitsmedium (Wasser oder ein organisches Arbeitsfluid) verdampft. Der Dampf gelangt unter Druck in einen Expander (2) und entspannt dort unter Abgabe einer technischen Arbeit. Über einen dazugehörigen Generator wird die im Dampf enthaltene Druckenergie in elektrischen Strom umgewandelt. Nach dem Expander strömt der entspannte Dampf in einen Kondensator (3), wo er verflüssigt und über die Speisepumpe (4) erneut dem Arbeitsprozess zugeführt wird.

 

Der thermodynamische Kreisprozess eines Energiewandlungssystems

 

2. Funktionsweise des Dampfexpanders im Detail

Der Bewegungsablauf ähnelt dem der klassischen Wankel-Maschine. Im Gegensatz zu dieser verfügt die EN3-Maschine aber über einen Zweieckkolben, mit dem höhere Volumenänderungen erreichbar sind.

Im Innern des Expanders kreist ein Kolben auf einer exzentrisch gelagerten Welle. Der unter Druck stehende Dampf tritt durch das Einlassventil in den Arbeitsraum des Expanders. Hierbei erzeugt der unter Druck stehende Dampf eine Kraft auf dem Kolben. Diese führt in der Folge zu einer Vergrößerung des Expansionsraums, wodurch Arbeit verrichtet wird. Über die Abtriebswelle wird die Arbeit schließlich nach außen geführt und in einem Generator in elektrische Energie umgewandelt. Während auf der Kolbenoberseite die Expansion stattfindet, wird auf der Unterseite der entspannte Wasserdampf ausgeschoben. Durch dieses Arbeitsprinzip wird eine sehr hohe Leistungsdichte erreicht.

Dank der aktiven Abdichtung des Arbeitsraumes bleiben die Austrittsverluste niedrig und durch die gleichförmige Drehbewegung wird auch die Reibung minimal gehalten, was eine hohe Effektivität bei äußerst geringem Verschleiß zur Folge hat.

 

Funktionsprinzip des EN3 - Expanders. A = Auslassventil, E = Einlassventil

 

Die Expansionsmaschine kann auf beliebige Größen skaliert werden, infolgedessen sich auch mobile Anwendungsfelder erschließen lassen. Hierzu zählt neben dem Schiff- und Schienenfahrzeugsektor auch der Bereich der Nutzfahrzeuge.

Ein weiterer Vorteil ist der gleichförmige Bewegungsablauf (keine Bewegungsumkehr wie bei Hubkolbenmaschinen). Durch Verwendung entsprechender Materialpaarungen kann dadurch eine hohe Lebensdauer erreicht werden.

Durch die Möglichkeit zum vollständigen Ausgleich der Gas– und Massenkräfte ergibt sich Schwingungsfreiheit und hohe Laufruhe.

Das modulare Konzept erlaubt das Verbinden mehrerer Scheiben. Analog zu einem Mehrzylindermotor (z.B der Verbrennungsmotor in einem PKW) stellt dabei jede Scheibe einen separaten Arbeitsraum (Zylinder) dar. Hierdurch kann sehr flexibel auf unterschiedliche Kundenwünsche im Hinblick auf unterschiedliche Leistungen reagiert werden.

 

Dampfexpander in Ein- und Mehrscheibenausführung

 

3. Produkte und Kundennutzen

Wir stellen ökologisch und ökonomisch nachhaltige Energiewandlungssysteme für unsere Kunden her. Im Fokus der EN3-Technologie stehen Anlagen zur Nutzung von Abgaswärme von Verbrennungsmotoren. Diese Abgaswärme wird über unser System in Strom umgewandelt. Verbrennungsmotoren werden weltweit u.a. im Bereich Blockheizkraftwerke, Biogasanlagen, LKW, PKW und in der Schifffahrt eingesetzt. Unsere Technologie erhöht signifikant die Effizienz dieser Motoren, reduziert den Kraftstoffverbrauch und die damit verbundenen Emissionen.

Ein wesentliches Ziel der Technologieentwicklung war es, durch geeignete Systemkonzepte und Produktgestaltung zu geringen Herstellkosten zu kommen. Als Arbeitsmedium im gesamten Energiewandlungssystem setzen wir auf Wasser. Es ist unempfindlich gegenüber hohen Eintrittstemperaturen und ermöglicht damit den Bau kostengünstiger Systeme. Unsere Wettbewerber setzen hier teilweise auf sogenannte organische Fluide. Hier sehen wir aber Limitierungen, da es zu negativen Auswirkungen auf die Umwelt kommen kann oder bei Unfällen auch Menschen geschädigt werden können.

Wir haben bei unserer Expansionsmaschine frühzeitig auf eine hohe Standardisierung geachtet, damit diese sehr günstig produziert werden kann. Unsere Expansionsmaschine besteht aus nur 85 Bauteilen. Zum Vergleich: ein Motor besteht aus mehreren Hundert Bauteilen. Dadurch kann eine qualitativ hochwertige, aber trotzdem günstige Produktion „Made in Germany“ erfolgen. Bei den Komponenten für das Energieeffizienzsystem konnten wir ebenfalls ein sehr kostengünstiges Design realisieren, in dem wir gängige und am Markt verfügbare Komponenten einsetzen. Somit können unsere Kunden ein wirtschaftlich hochattraktives System kaufen, dessen Kauf sich schon innerhalb kürzester Zeit rechnet.

 

Die Expansionsmaschine der EN3 als Zweischeibenausfürung und im Powerblock

 

Unsere Kunden, die Umwelt und die Firma EN3 in ihrer wirtschaftlichen Entwicklung profitieren davon gleichermaßen. Durch unsere Systeme wird die Effizienz von Motoren gesteigert und der Energieverbrauch signifikant gesenkt. In der Folge werden schädliche Emissionen wie CO2, Schwefel oder Stickoxide deutlich reduziert. Gleichzeitig kann der Kunde seine Energiekosten deutlich reduzieren und attraktive Renditen über kurze Amortisationszeiten erzielen.

Investitionen in Wärmerückgewinnungssyteme werden dadurch ökologisch wertvoll und ökonomisch sinnvoll. Die erste Anlage haben wir bei einem großen nordeuropäischen Technologiepartner aus Schweden bei einem seiner Tochterunternehmen in Dänemark aufgebaut. Hier wurden Leistungstests durchgeführt und das System optimiert. In Deutschland wird das erste System Ende 2014/Anfang 2015 in der Nähe von Rostock in einer Biogasanlage errichtet.

 

4.  Alleinstellungsmerkmale

Die nachfolgende Tabelle zeigt eine Zusammenstellung der Wettbewerbstechnologien mit qualitativer Einordnung der wesentlichen Kriterien: innerer Wirkungsgrad, Expansionsverhältnis, Lebensdauer und Herstellkosten. Zu beachten ist, dass der thermische Wirkungsgrad des Systems, in dem der Expander verbaut ist, vom inneren Wirkungsgrad und vom Expansionsverhältnis abhängt. Je größer beide Werte sind, desto besser ist der thermische Systemwirkungsgrad.

 

Qualitativer Vergleich von Expanderkonzepten hinsichtlich wesentlicher  Eigenschaften

 

Neben unserer Rotationskolbenmaschine haben noch Hubkolbenmaschinen das Potenzial, Wirkungsgrade deutlich über 60 % im kleinen Leistungsbereich zu erreichen. Der gravierende Nachteil ist aber der komplexere Aufbau mit den damit verbundenen sehr hohen Herstellungskosten. Zusätzlich führt die bestehende oszillierende Bewegung des Kolbens zu einem erhöhten Verschleiß und zu einer geringeren Lebensdauer.

Wettbewerbstechnologien setzen häufig auf sogenannte organische Arbeitsfluide (ORC-Systeme). Unser System kann sowohl mit organischen Arbeitsmedien wie auch mit Wasser betrieben werden. Wasser hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber organischen Fluiden. Es ist unempfindlich gegenüber hohen Eintrittstemperaturen und ermöglicht eine Direktverdampfung im Abgasstrom. Gegenüber organischen Fluiden können dadurch einfachere und kostengünstigere Systeme mit einem geringeren Eigenenergieverbrauch realisiert werden. Weiterhin ist Wasser weder brennbar noch karzinogen noch in irgendeiner Art und Weise umweltschädigend (z.B. ozonbelastend). 

Hinweis

Investitionen in Startups und Wachstumsunternehmen bieten große Chancen, sind jedoch Risikoinvestments. Im schlechtesten Fall besteht die Gefahr des Verlustes der gesamten Investition, daher sind Investitionen in Startups und Wachstumsunternehmen nicht zur Altersvorsorge geeignet. Eine Nachschusspflicht besteht jedoch nicht. Eine Minimierung des Risikos kann vorgenommen werden, indem der Investor seinen Investmentbetrag in Startups und Wachstumsunternehmen diversifiziert und nicht den gesamten Investmentbetrag in ein Startup oder Wachstumsunternehmen investiert. Diese Strategie wird häufig von professionellen Anlegern angewandt, da so das Risiko auf mehrere Investments gestreut wird. So können erfolgreiche Investments andere, weniger erfolgreiche Investments ausgleichen.

Bei den Beteiligungen der Investoren über Companisto handelt es sich um (partiarische) Nachrangdarlehen. Dies sind unternehmerische Beteiligungen mit eigenkapitalähnlichen Eigenschaften. Im Falle einer Insolvenz oder einer Liquidation des Unternehmens werden die Investoren (Companisten) - genauso wie auch alle übrigen Gesellschafter des Unternehmens - erst nach allen anderen Fremdgläubigern aus der Insolvenzmasse oder Liquidationsmasse bedient. Man wird also in einem etwaigen Insolvenz- oder Liquidationsverfahren so behandelt wie jeder andere Gesellschafter des Unternehmens auch.

Die Informationen über die Unternehmen auf der Companisto-Website werden ausschließlich von den Unternehmen zur Verfügung gestellt. Die von den Unternehmen gemachten Prognosen sind keine Garantie für die zukünftige Entwicklung des Unternehmens. Investitionen in Startups und Wachstumsunternehmen sind daher nur für Investoren geeignet, die das Risiko eines Totalausfalls des investierten Kapitals verkraften können. Die Entscheidung für ein Investment trifft jeder Investor unabhängig und eigenverantwortlich.

Anbieter und Emittent der Vermögensanlagen sind die jeweiligen Unternehmen. Companisto ist weder Anbieter noch Emittent der Vermögensanlage, sondern ist ausschließlich die Internet-Dienstleistungsplattform.

727.945 €

Investiert

475 €

Durchschnittsinvestment

10,82 %

Angebotene Beteiligung

Hinweis
Der Erwerb der angebotenen Wertpapiere und Vermögensanlagen ist mit erheblichen Risiken verbunden und kann zum vollständigen Verlust des eingesetzten Vermögens führen. Der in Aussicht gestellte Ertrag ist nicht gewährleistet und kann auch niedriger ausfallen. Ob es sich um ein Wertpapier oder eine Vermögensanlage handelt können Sie der Beschreibung der Investitionsmöglichkeit entnehmen.
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