Konzentrierter Solarstrom mit hoher Leistung zu niedrigen Kosten
Die erfolgreiche Implementierung einer solarthermischen Parabolrinne korreliert direkt mit reduzierten Stromkosten und führt so zu wirtschaftlich machbaren CSP-Anlagen. Die Forscher von HITECO (New solar collector concept for high temperature operation in CSP applications) beurteilten Schlüsselkomponenten dieser Technologie neu, um Möglichkeiten zur Verbesserung der Leistung und zur Senkung der Kosten zu finden. Das Projektteam hat entwickelt und erprobte einen neuen Solarreceiver mit erhöhtem Wirkungsgrad nach einer Erhöhung der Betriebstemperatur der Wärmeträgerflüssigkeit auf 530 °C. Für den Prozess wurde Salzschmelze verwendet, eine in derzeitigen kommerziellen Anlagen mit Parabolrinnentechnologie als ein Vektor für die Energiespeicherung verwendete Flüssigkeit. In jedem Fall kann die Vorrichtung mit typischem Wärmeübertragungsfluid (HTF) als Wärmeöl verwendet werden. HITECO führt viele Innovationen für die Gestaltung der Solarabsorberrohren ein, die eine der Schlüsselkomponenten in der CSP-Technologie darstellen. Im Gegensatz zur gegenwärtigen Technologie wird das neue Absorberrohr in einer kontinuierlichen offenen Kammer eingebettet, wobei der Vakuumpegel für minimale Energieverluste dynamisch gesteuert wird. Darüber hinaus sind das innere Stahlrohr und dessen äußere Glasröhre unabhängig voneinander, so dass die Notwendigkeit für Faltenbälge, die die Differenz der Ausdehnung zwischen den Materialien kompensieren, eliminiert wurde. Der vorhergehenden Definition zufolge gleitet das Stahlrohr, wenn es sich ausdehnt, durch Stützstrukturen, die in Abständen von 6 m angeordnet sind. Dieses interne Stück arbeitet genau wie ein Isolationssystem, bei gleichzeitiger Beibehaltung der Röhre im theoretischen Mittelpunkt. Die äußere Glasröhre nimmt in der Länge leicht zu; aber Dichtungsgelenke - eine der Komponenten, die das Befestigungssystem umfasst - absorbieren die Wirkung. Die Forscher entwickelten neue solarselektive Beschichtungen auf der Oberfläche des metallischen Innenrohrs durch Sputtern. Insbesondere führten sie Untersuchungen durch, um die chemische Stabilität von Oxid- und Nitrid-Cermets für Arbeitstemperaturen nahe 600 °C zu erforschen. Darüber hinaus wurde eine neue Antireflexbeschichtung entwickelt, um die optischen Parameter des äußeren Glases zu erreichen. Mit einer hohen Energieeffizienz könnte CSP rund 11% des bis zum Jahr 2050 weltweit prognostizierten Energiebedarfs decken. Einfache Absorberrohrkonstruktionen, die auch weniger Komponenten erfordern, Getter überflüssig machen und Schweißprozesse reduzieren, können den Herstellungsprozess vereinfachen und die Kosten senken.
Schlüsselbegriffe
Konzentrierte Solarenergie, Solarreceiver, Parabolrinnen, Hochtemperaturbetrieb, Absorberrohr, selektive Beschichtung, HTF
