Verbundvorhaben: Hyrec3 - Aktive Wasserstoffkontrolle in solarthermischen Parabolrinnenanlagen; Teilvorhaben:'Modellierung, Auslegung und Test einer katalytischen Wasserstoff-Umwandlung sowie zerstörungsfreie Messung der Wasserstoffbeladung von Receivern'.
Zeitraum
2021-05-01 – 2024-12-31
Bewilligte Summe
246.947,71 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE5073B
Leistungsplansystematik
Parabolrinnentechnologie Gesamtsystem [EB2123]
Verbundvorhaben
01232425/1 – Hyrec³ - Aktive Wasserstoffkontrolle in solarthermischen Parabolrinnenanlagen
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)
Förderprogramm
Energie
Parabolrinnenkraftwerke sind die am weitesten verbreitete solarthermische Kraftwerkstechnik. Weltweit sind etwa 80 Anlagen mit einer Leistung von über 4 GW im Betrieb. Als Wärmeträger ist ausschließlich die eutektische Mischung von Biphenyl und Diphenylether im Einsatz, deren maximale Betriebstemperatur mit 400 °C angegeben wird. Bereits unterhalb dieser Temperatur neigt das Material zur Alterung, bei der unter anderem Wasserstoff entsteht. Dieser kann durch Permeation in den evakuierten Ringspalt der Solarreceiver eindringen. Die Ansammlung in dieser Vakuumisolierung wird durch sogenannte Getter verhindert, die das Gas binden. Ist die Getterkapazität erschöpft, steigt der Wasserstoffdruck in den Receivern an und es kommt zu hohen Wärmeverlusten, wodurch die Stromerzeugung in den Solarkraftwerken sinkt. Damit diese Situation nicht innerhalb der geplanten Anlagenbetriebsdauer eintritt, muss die Wasserstoffkonzentration eng begrenzt werden. Im Projekt HyConSys wurden die Bildung, die Verteilung und der Austrag von Wasserstoff in einem Kraftwerk untersucht und simuliert. Ferner wurde eine innovative Technik zur Analyse des Wasserstoffgehalts vor Ort im Kraftwerk entwickelt. Eine weitere Innovation aus HyConSys ist ein nanostrukturierter Katalysator, der zum Abbau von Wasserstoff eingesetzt werden kann und der im Labor unter simulierten Kraftwerksbedingungen erfolgreich getestet wurde. Hyrec³ zielt nun vor allem auf die Weiterentwicklung und Skalierung des neuen Abbauverfahrens von Wasserstoff auf der Basis des Katalysators und auf einen Test in der realen Kraftwerksumgebung in einem relevanten Maßstab. Hierdurch soll die Minderung der Wasserstoffkonzentration in der Anwendungsumgebung nachgewiesen und der Vollmaßstab vorbereitet werden. Ferner wird das Simulationstool zur Wasserstoffkontrolle weiter ausgebaut und es soll ein neues Messverfahren entwickelt werden, das es erlaubt den Sättigungsgrad der Getter zerstörungsfrei im Feld zu bestimmen.