Die Abmessungen des hier dargestellten "Proof of Concept" Modells betragen:

Höhe = 5110 mm

Länge = 4340 mm

Breite = 3432 mm

Funktionsprinzip

Die NT‑Turbine basiert auf einem geschlossenen, unter Druck stehenden Gaskreislauf (bevorzugt Wasserstoff). Der thermodynamische Prozess wird durch drei Hauptkomponenten realisiert:

1. Erhitzer – erzeugt einen Druckanstieg im Arbeitsgas durch Niedertemperaturwärme
2. Turbine mit Generatoreinheit – wandelt Druckenergie in elektrische Energie um
3. Kühler – führt das Gas wieder auf Ausgangszustand zurück

Die Funktionsweise entspricht den Ansprüchen des erteilten Patents EP 2 932 055. Die Druckerhöhung im Erhitzer wurde durch eine CFD‑Simulation bestätigt.

Warum Niedertemperatur‑Abwärme ein neues Stromerzeugungspotenzial ist

In Deutschland entstehen jährlich große Mengen industrieller Abwärme im Bereich von 40–80 °C. Diese Energie wird heute überwiegend ungenutzt abgeführt.

Überall dort, wo Wärme weggekühlt wird, kann die NT‑Turbine Strom erzeugen.

Typische Abwärmequellen:

• Kühlwasser aus industriellen Prozessen
• Abwärme aus Biogas‑ und BHKW‑Anlagen
• Prozesswärme in Chemie, Pharma und Lebensmittelindustrie
• Rechenzentren
• kommunale Infrastruktur
• Abwärme aus Elektrolyse (H₂‑Produktion)
• Abwärme aus gekühlten Photovoltaikanlagen in warmen Regionen

Skalierbarkeit

Die NT‑Turbine ist skalierbar. Sie kann sowohl in kleineren dezentralen Anwendungen als auch in größeren industriellen Systemen eingesetzt werden.

Ausführlichere Betrachtung der Abwärmenutzung aus Rechenzentren

Rechenzentren erzeugen kontinuierlich nutzbare Niedertemperaturabwärme. Dabei entstehen zwei unterschiedliche Wärmequellen, die sich für die NT‑Turbine eignen:

Abwärme aus flüssiggekühlten Servern

Moderne Hochleistungsrechenzentren setzen zunehmend Flüssigkühlung ein. Die dabei abgeführte Wärme liegt typischerweise im Bereich von 50–70 °C und steht stabil und dauerhaft zur Verfügung. Diese Temperaturen können direkt in den Erhitzer der NT‑Turbine eingespeist werden.

Quelle: ASHRAE TC 9.9 – Thermal Guidelines for Data Processing Environments; Open Compute Project (OCP) – Liquid Cooling Specifications, 2023/2024.

Abwärme aus Energieerzeugungsanlagen Viele größere Rechenzentren betreiben eigene Gasturbinen oder Blockheizkraftwerke. Deren Kühlwasser liefert Temperaturen von 60–90 °C, nachgeschaltete Abgaswärmetauscher erreichen 80–120 °C. Beide Quellen bieten ein kontinuierliches und gut nutzbares Wärmeniveau.

Quelle: Umweltbundesamt (UBA) – Energieeffizienz in Rechenzentren, 2023; Bitkom – Branchenbericht Rechenzentren in Deutschland, 2024.

Marktzahlen zu Rechenzentren

Deutschland

• rund 3.000 Rechenzentren
• davon etwa 500 größere professionelle Standorte
• ca. 50 Hyperscaler‑ und Colocation‑Zentren (Schwerpunkt Frankfurt)

Quelle: Bitkom – Branchenbericht Rechenzentren in Deutschland, 2024.

Europa

• über 10.000 Rechenzentren
• rund 200 Hyperscaler‑Standorte
• starke Cluster: Amsterdam, Dublin, London, Paris, Frankfurt

Quelle: Uptime Institute – Global Data Center Survey, 2024.

Weltweit

• über 8.000 große Rechenzentren
• mehr als 100 Hyperscaler‑Campusse
• starkes Wachstum durch KI‑Rechenzentren

Quelle: Uptime Institute – Global Data Center Survey, 2024.

Geplante / im Bau befindliche Rechenzentren

• Europa: über 200 neue Projekte
• Deutschland: mehr als 30 neue Standorte
• weltweit: über 300 Hyperscaler‑Neubauten (Cloud + KI)

Quelle: Uptime Institute – Data Center Development Outlook, 2024.

Synergie mit Photovoltaik

Photovoltaikmodule verlieren bei hohen Temperaturen an Effizienz. In warmen Ländern erreichen Modultemperaturen über einen langen Zeitraum oft 60–75 °C.

Die Effizienz sinkt mit steigender Modultemperatur. Typisch sind –0,4 bis –0,5 % pro °C über 25 °C. Das bedeutet einen Effizienzverlust der Zelle von 16% bei einer Zelltemperatur von 65°C.

Quelle: Sustainability (MDPI), 2024 – „Impact of Temperature on the Efficiency of Monocrystalline and Polycrystalline Photovoltaic Panels"

Dies führt zu einem doppelten Vorteil:

• Die NT‑Turbine kann die Abwärme der PV‑Module nutzen.
• Gleichzeitig bleibt die PV‑Effizienz stabil, weil die Module gekühlt werden.

Abwärme aus Wasserstoff‑Elektrolyse

Bei der Elektrolyse zur Wasserstoffproduktion entsteht Niedertemperatur‑Abwärme im Bereich von etwa 60 °C. Dieses Anwendungsfeld wird in Zukunft an Bedeutung gewinnen.

Derzeitiger Entwicklungsstand

• Konstruktionsentwurf des „Proof of Concept Models“ ist mit einem Reifegrad von ca. 70% abgeschlossen

• Materialauswahl steht im Wesentlichen fest

• Auskonstruktion der Bauteilkomponenten folgt

• CFD Simulation bestätigt die Druckerhöhung im Erhitzer 

Für mehrere Schlüsselkomponenten ist eine weitere technische Zusammenarbeit mit spezialisierten Zulieferern vorgesehen. Die Detailauslegung erfolgt gemeinsam, um Fertigungstechnologien, Materialeigenschaften und sicherheitsrelevante Anforderungen optimal zu integrieren. 

Hinweis: Neben dem beschriebenen Kreisprozess existieren interne technische Voraussetzungen, die aus patentrechtlichen Gründen nicht öffentlich dargestellt werden. Die Funktionsfähigkeit und die zuvor beschriebenen technischen Aussagen bleiben davon vollständig unberührt.

Zielgruppen und wirtschaftliche Relevanz

Die Wirtschaftlichkeit der NT‑Turbine hängt stark vom jeweiligen Einsatzfeld ab. Die folgenden Zielgruppen profitieren besonders von der Nutzung von Niedertemperatur‑Abwärme:

1. Energiegenossenschaften

Energiegenossenschaften suchen nach stabilen, risikoarmen Technologien mit hoher Laufzeit und planbaren Erträgen. Die NT‑Turbine bietet:

• keine Brennstoffkosten
• hohe Betriebsstunden (bis 8.000 h/a)
• kalkulierbare Stromgestehungskosten
• BAFA‑Förderfähigkeit
• dezentrale Einsatzmöglichkeiten

Damit eignet sie sich ideal für genossenschaftliche Projekte mit langfristiger Rendite.

2. Energieversorgungsunternehmen (EVU) und Stadtwerke

EVUs profitieren von:

• zusätzlicher Stromproduktion aus bestehenden Abwärmequellen
• Verbesserung der CO₂‑Bilanz
• Nutzung bisher ungenutzter Wärme
• Integration in bestehende Infrastruktur

Die NT‑Turbine kann als Abwärme‑Strommodul in bestehende Anlagen integriert werden.

3. Industrie mit kontinuierlicher Abwärme

Typische Branchen:

• Chemie
• Pharma
• Lebensmittel
• Metallverarbeitung
• Rechenzentren

Vorteile:

• kontinuierliche Wärmequellen → hohe Jahreslaufzeit
• direkte Senkung der Energiekosten
• Verbesserung der Energieeffizienz
• Erfüllung gesetzlicher Energieanforderungen (EnEfG, EDL‑G)

4. Betreiber von Biogas‑ und BHKW‑Anlagen

Biogas‑ und BHKW‑Anlagen erzeugen große Mengen Niedertemperatur‑Abwärme. Die NT‑Turbine ermöglicht:

• zusätzliche Stromproduktion ohne Brennstoff
• bessere Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage
• höhere Eigenstromquote
• Nutzung der Wärme auch im Sommer, wenn keine Wärmekunden vorhanden sind

5. Kommunale Energieprojekte

Kommunen profitieren von:

• dezentraler Stromerzeugung
• Nutzung vorhandener Abwärme (z. B. Kläranlagen, Fernwärme, Rechenzentren)
• Verbesserung der lokalen Energieautonomie
• Förderfähigkeit durch BAFA und kommunale Programme

6. Hochschulen und Forschungsinstitute

Für Forschungseinrichtungen und Hochschulen ist die NT‑Turbine interessant als Kooperationspartner für Projekte im Rahmen von verschiedensten Programmen wie z. B.

• Reallabore der Energiewende (BMWK) Erprobung neuer Energietechnologien unter realen Bedingungen. Hochschulen, Forschungsinstitute und Unternehmen arbeiten gemeinsam an thermischen Systemen, Speichertechnologien und Abwärmenutzung. Quelle: BMWK – Reallabore der Energiewende (2025).

• Technologieoffene Innovationsförderung (BMWK) Unterstützt gemeinsame Forschungs‑ und Entwicklungsprojekte zwischen Unternehmen und Hochschulen, insbesondere für neue Energietechnik und thermische Prozesse. Quelle: BMWK – Innovationsförderung (2024).

​

• Industrie und Klimaschutz (IKK) Fördert CO₂‑arme Prozesswärme, Abwärmenutzung und industrielle Effizienz. Hochschulen können als wissenschaftliche Partner eingebunden werden. Quelle: BMWK – Industrie und Klimaschutz (2025).

• Bundesagentur für Sprunginnovationen (SPRIND) mit den Förderlinien:

• SPRIND‑Challenges
• SPRIND‑Fellowships
• SPRIND‑Ventures

Es würde uns sehr freuen wenn Sie uns für technische Details oder mögliche Kooperationen kontaktieren.

Hinweis: Eine detaillierte Wirtschaftlichkeitsanalyse befindet sich auf der separaten Seite „Wirtschaftlichkeit“.