18/09/2015 - Effizientere Wärme- und Wärmeaustausch-Fluids in wärmesolaren Konzentrationstechnologien

Menéame

In den thermosolaren Technologien von Konzentration, die durch Solarenergie erhitzten und Wärme transportierenden Flüssigkeiten dienen unter anderem der Stromerzeugung und sind daher wichtige Bestandteile für den Betrieb dieser Technologie.

Es ist von grundlegender Bedeutung, dass die Low-Cost Calopporter Flüssigkeit und hohe Leistung, um solare Konzentrationssysteme zu optimieren. Dies ist eine der Forschungslinien, die auf der Solarplattform von Almeria verfolgt werden, PSA-CIEMAT. 

Die ideale Flüssigkeit müsste folgende Eigenschaften aufweisen: niedriger Schmelzpunkt, hoher Siedepunkt, thermische Stabilität, niedriger Dampfdruck bei hohen Temperaturen, niedrige Korrosion mit Metalllegierungen, minimale Viskosität, hohe Wärmeleitfähigkeit und natürlich hohe Wärmekapazität zur Speicherung von Energie. Öl oder Dampf werden in der Regel als Wärmemittel in den kommerziellen Solarkonzentrationssystemen eingesetzt, doch ihre Eigenschaften beschränken die Produktion des Systems; es werden derzeit alternative Flüssigkeiten untersucht, um die mit Öl und Dampf verbundenen Einschränkungen zu vermeiden.

Zum einen werden neue Rezeptoren entwickelt, wie etwa die Brayton-Zyklen mit superkritischem Kohlendioxid (s-CO2), die direkt in Rohrrezeptoren erwärmt werden können, die hohe Druck- und Flüssigkeitstemperaturen standhalten können, obwohl es aufgrund technologischer Einschränkungen und der Betriebsbedingungen nicht angebracht ist, s-CO2 in Technologien mit mittlerer Konzentration (Syndroparabyl) zu verwenden. Solche Beschränkungen bestehen jedoch nicht in Zentralempfängertechnologien, weshalb die Umsetzung dieser Flüssigkeit in die Turmsysteme in erster Linie in Erwägung gezogen wird.

Ergebnisse Projekt AlcCones

So werden Projekte wie AlcCones (AlmaCeneration and Conversion of the Thermic Solar Ener gie Concentration, finanziert durch die Gemeinschaft von Madrid und kofinanziert durch den Europäischen Sozialfonds), koordiniert durch Dr. Manuel Romero, des IMDEA-Energie-Stiftung, beteiligt sich der ICESAT an der Untersuchung der Lebensfähigkeit von s-CO2 im Vergleich zu den Salzen, die als Wärmeübertragungsflüssigkeit an einem Turmrohrempfänger gegossen wurden. Dazu wurde ein Simulationsmodell verwendet, das mit Hilfe von Rechenflüssigkeit entwickelt wurde. 

Temperaturprofil des s-CO2 für die Eingangstemperatur von 800 K (Quelle: ICESAT)

Die ersten Ergebnisse deuten auf eine 75% mehr Wärme an der Nutzstelle durch s-CO2 mit einem Arbeitsdruckbereich zwischen 7,5 MPa und 9,7 MPa für das Zentralmodul des Empfängers, was ihn als mögliche Alternative zu den bislang verwendeten Flüssigkeiten betrachtet.

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