Solarturmreceiver für überkritische Dampfprozesse und ihre technische und ökonomische Bewertung

verfasst von: Csaba Singer

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Csaba Singer untersucht die Kostensenkungspotenziale bei der Stromerzeugung mit solarthermischen Turmkraftwerken. Sein Ziel ist die Steigerung des Receiverwirkungsgrades und das Aufzeigen und Bewerten kritischer Aspekte von innovativen Receivertechnologien. Zunächst erfolgt eine Konzeptstudie, die dazu dient, den Stand der Technik der Solarturmkraftwerke mit ausgewählten Receiveroptionen für die Erhöhung der Dampfprozesstemperaturen zu vergleichen. Diese Studie zeigt, dass die Direktabsorption auf der inneren Mantelfläche des Receivers mit nach unten geöffneter Apertur und Flüssigfilmkühlung die höchsten Potenziale zwischen den verglichenen Optionen aufweist. Daraufhin erfolgt die detaillierte strömungsmechanische und thermodynamische Modellbildung dieses Receiverkonzepts im Maßstab 1:1, mit der die Analyse der Machbarkeit und der Funktionalität erfolgt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung und Aufgabenstellung

Zusammenfassung

Sowohl aus dem Bestreben eine nachhaltige und umweltschonende Energieversorgung zu erschaffen, als auch aus dem Blickwinkel der Wirtschaftlichkeit, besteht derzeit reges Interesse die primären Güter, wie aufbereitetes Trinkwasser, Strom und speicherbare Wärme bzw. chemische Verbindungen mit hoher Energiedichte mit Hilfe regenerativer Energieträger bereitzustellen.

Csaba Singer

2. Stand des Wissens

Zusammenfassung

Die Anfänge der solarthermischen Kraftwerke reichen bis in das Jahr 1906 zurück. Es handelte sich bei den ersten Testanlagen um linienfokusierende Systeme, die bereits eine große Ähnlichkeit mit den heutigen Parabolrinnen-Anlagen aufwiesen. Die großtechnische Verwirklichung scheiterte jedoch nach acht Jahren Forschung und Entwicklung aufgrund ungelöster technischer Probleme.

Csaba Singer

3. Konzeptbewertung

Zusammenfassung

Die ersten kommerziellen Anlagen arbeiten mit einer Technologie bei der in Rohrreceivern die Direktverdampfung von Wasser stattfindet. Dies liegt an der gewerblichen Verfügbarkeit der benötigten Schlüsselkomponenten für die moderaten Betriebsparameter dieser Solarturmkraftwerke, wie Rohrreceivermodule und Dampfspeicher, sogenannte Gleitdruckspeicher nach dem Prinzip von Ruths.

Csaba Singer

4. Innen liegende Direktabsorption mit Flüssigfilmkühlung

Zusammenfassung

Aus der Konzeptbewertung wurde ersichtlich, wie stark die Reduktionspotenziale der untersuchten innovativen Receivertypen ausgeprägt sind, wenn eine Erhöhung der Receiverauslasstemperaturen und nachfolgend der Dampfprozessparameter angestrebt ist. Dabei weist das Konzept der innen liegenden Direktabsorption mit Flüssigfilmkühlung (IDAR) das am stärksten ausgeprägte Potenzial zur Reduktion der Stromgestehungskosten auf.

Csaba Singer

5. Auslegung und Analyse des IDAR-Leitkonzepts

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden zunächst die getroffenen Randbedingungen der Leitkonzeptauslegung (5.1) beschrieben. Anschließend werden die Auslegungsergebnisse bezüglich der einzelnen Komponenten des Leitkonzepts aufgeführt (5.2).

Csaba Singer

6. Ausblick

Zusammenfassung

Die nächsten Schritte zur Verwirklichung des Leitkonzepts bestehen in der experimentellen Validierung der Ergebnisse und in der Lösung jener Fragestellungen, die diese Arbeit neu aufwirft.

Csaba Singer

7. Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die solarthermische Kraftwerkstechnologie stellt eine wirtschaftliche Option dar, um die Stromversorgung auf regenerativem Wege sicherzustellen, woraus die derzeitige Markteinführung von Solarturmanlagen mit subkritischen Dampfprozessparametern hervorgeht. Für zukünftige Solarturmkraftwerke stehen die Ertragssteigerung und die Senkung der Stromgestehungskosten im Vordergrund, die zur Minderung von Risiken und zum Aufzeigen von Chancen bei der Markteinführung verbesserter Konzepte beitragen.

Csaba Singer

Backmatter

Titel: Solarturmreceiver für überkritische Dampfprozesse und ihre technische und ökonomische Bewertung
verfasst von: Csaba Singer
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-02211-2
Print ISBN: 978-3-658-02210-5
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-02211-2