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Simulationen zur Absorption und Wärmeübertragung an Solarturmabsorbern
T. Achenbach1, T. Bosch1, G. Breitbach1 und M. Sauerborn1
1Solar-Institut Jülich (SIJ), Heinrich-Mußmann-Str. 5, D-52428 Jülich
77. Jahrestagung der DPG und DPG-Frühjahrstagung
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konzentrierende Solarthermie
Heliotrough, Andasol Kraftwerk, Spanien Nova-1, PE-1 Kraftwerk, Spanien
Suncatcher, Maricopa Kraftwerk, USAGemasolar Kraftwerk, Spanien
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Solarturmkraftwerk mit offenem volumetrischen Receiver
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Stand der Technik
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Funktionsprinzip offener volumetrischer Receiver
angesaugteUmgebungsluft
angesaugteUmgebungsluft
aufgeheizte Luft
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Stand der Technik, Vor- und Nachteile
• sehr robuste SISIC- Keramik
• Temperatureinsatzbereich bis 1400 °C
• herstellungsbedingt begrenzte minimale Wandstärke
• niedrige Porosität und großer Anteil der Frontfläche verschlossen
• relativ kleine innere wärmeübertragende Fläche
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Neuer Ansatz, Vor- und Nachteile
• Langlebigkeit wird untersucht
• Temperatureinsatzbereich bis 1300 °C (Heizleiterlegierungen)
• Drahtdurchmesser sehr klein wählbar
• hohe Porosität und geringer Anteil der Frontfläche verschlossen
• große innere wärmeübertragende Fläche
DrahtgestrickDrahtgewebe
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Modellierung / Strahlung als Wärmequelle
x / m
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Modellierung / Konvektion
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Modellierung / Temperaturverlauf der Luft
)exp(1)( 0,
peinLL cm
rTT
T
TL,ein
TL,aus
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Modellierung / Temperaturverlauf Absorberstruktur
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Modellierung / Temperaturverlauf Absorberstruktur
x
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Forschungsbedarf / Ausblick
• bisher fehlende Langzeittest an metallischen Strukturen
• Formstabilität der Strukturen ist unter den gegebenen Randbedingungen noch nicht ausreichend untersucht worden
• messtechnische Untersuchung des volumetrischen Wärmeübergangskoeffizienten steht noch aus, Validierung der Simulationsmodelle
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