2016-04-01  –  2019-03-31

245.811,22 EUR

Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Steinbuch Centre for Computing (SCC), Karlsruhe, Baden-Württemberg

0324039

Turmkraftwerke Heliostate / -feldauslegung / -steuerung [EB2112]

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Das Heliostatenfeld in einem Solarturmkraftwerk ist das Subsystem mit den höchsten Kosten. Die optimale Gestaltung hängt stark von den Vorgaben für das jeweilige Projekt ab. Im Rahmen dieses Projektes werden wir ein Werkzeug entwickeln, um das Feldlayout optimal zu designen. Wir berücksichtigen neue Techniken wie z.B. mehrere Türme. Auf Basis von Vorarbeiten der beiden universitären Forschungsgruppen wird eine hybride Optimierungssoftware erstellt. Zudem wird ein Speichersystem modelliert, um die dynamischen Energiekosten tageszeitabhängig zu betrachten. Das Optimierungsmodul wird die Möglichkeit bieten, musterbasierte und musterfreie Layouts zu berücksichtigen. Eine optimierte Reinigungsstrategie wird untersucht und angewendet für beliebige Feldlayouts. Die entwickelten Simulations- und Optimierungstools werden gegen kommerzielle und Inhouse-Tools von TSK Flagsol validiert. Die im Rahmen dieses Projekts entwickelten Methoden werden effizientere und damit wettbewerbsfähigere Heliostatenfelder ergeben, die zu einer höheren Marktdurchdringung dieser Technologie führen, wovon die gesamte Branche profitiert. Im ersten Jahr wird eine Hierarchie von Modellen mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad und Laufzeit entwickelt. TSK Flagsol wird Benchmarks (Testfälle und Messdaten) definieren, gegen die die Modelle verifiziert und validiert werden sollen. Auf der Basis dieser Modelle wird ein Hybrid-Optimierer für das Heliostatenfeld-Layout Problem abgeleitet. Zusätzlich wird ein Post-Processing mit einem Gradienten-basierten Algorithmus durchgeführt. Im dritten Jahr startet die Testphase. Der komplette Optimierungsalgorithmus wird angepasst. TSK Flagsol wird die Software für die Optimierung von einem oder mehreren Referenzsolarturmkraftwerken verwenden.