2019-09-01  –  2022-08-31

623.145,15 EUR

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Köln, Nordrhein-Westfalen

03EE5008

Turmkraftwerke Receiver [EB2111]

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Konzentrierende solarthermische Anlagen (CSP) bündeln das Sonnenlicht mithilfe von Spiegeln und können Wärme, Strom und Brennstoffe liefern. Solartürme bieten das größte Kostensenkungspotenzial im CSP-Bereich. Das Hauptziel bei der Weiterentwicklung der CSP-Technologie ist die Senkung der Erzeugungskosten bei der Bereitstellung von Wärme, Strom und zukünftig Brennstoffen. Dies kann insbesondere durch eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Receivers oder durch eine Verlängerung der Lebensdauer des Receivers erreicht werden. Dazu müssen die Flussdichte (flächenbezogene Strahlungsleistung) und die Temperaturverteilung an der Absorberoberfläche geregelt werden. Die zulässigen Grenzen von Temperatur und Flussdichte müssen eingehalten werden, um den Receiver zu schonen. Darüber hinaus können die Verteilungen von Flussdichte und Temperatur für einen effizienten Betrieb optimiert werden. Voraussetzung dafür ist die Fähigkeit, Flussdichte und Temperatur während des Betriebs des Solarturms kontinuierlich mitlaufend ('online'), schnell, präzise und kostengünstig zu messen. An dieser Stelle setzt das Projekt TubeMon an. TubeMon bringt die Flussdichte- und Temperaturmessung auf ein neues Niveau. Das Projekt verfolgt die vielversprechendsten Messverfahren und wendet sie auf externe Rohrreceiver im industriellen Maßstab an, um den Weg für eine Kommerzialisierung zu ebnen. Die Verbesserungen der Messtechnik werden von Weiterentwicklungen in den Bereichen Raytracing, Receivermodellierung und Regelung der Flussdichteverteilung flankiert. Die Flussdichtemessung ermöglicht nicht nur die Überwachung und Betriebsoptimierung, sondern zusätzlich die getrennte Bestimmung der Wirkungsgrade von Heliostatfeld und Receiver und erlaubt damit neue Abnahmetests von Solarturmkraftwerken. Dies gestattet eine separate Bewertung der Qualitäten von Solarfeld und Receiver und schafft damit die Grundlage, diese Gewerke von unabhängigen Unternehmen anbieten und erstellen zu lassen (=> Kostensenkung).