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Flüssigmetalltechnologie für konzentrierende Solarthermische Kraftwerke

Die Elektrizitätserzeugung aus erneuerbaren Ressourcen kann dazu beitragen, einen Teil des zukünftigen Energiebedarfs zu decken und die Emissionen bei der Stromerzeugung deutlich zu reduzieren. Neben der Nutzung von Wind und Biomasse ist die Elektrizitätserzeugung in konzentrierenden Solarkraftwerken (CSP - Concentrated Solar Power plant) eine vielversprechende Option. Die beiden hauptsächlich verfolgten technischen Optionen konzentrierender Solarkraftwerke arbeiten dabei entweder mittels sogenannter Parabolrinnen oder mittels Spiegelfeldern und zentralen Türmen. In den jeweiligen Fokuspunkten bzw. -linien werden Wärmeträgerfluide erhitzt. Die Wärme wird durch Wärmeübertrager und konventionelle Dampfkraftprozesse in elektrische Energie umgewandelt. Die Abbildung zeigt einen Solarturm des Solarkraftwerks Solucar in Südspanien.

 


Forschungsziel
Im Rahmen einiger Pilotstudien soll am Karlsruhe Liquid Metal LAboratory (KALLA) untersucht werden, wie Komponenten aus der Energieübertragungskette eines konzentrierenden Solarkraftwerks auf Basis von Flüssigmetallen dargestellt werden können. Es geht dabei speziell um Hochtemperaturreceiver, -speicher und -übertragungssysteme. Grundsätzlich bieten Flüssigmetalle aufgrund ihrer exzellenten Wärmeübertragungseigenschaften sowie ihres Wärmespeichervermögens bei hoher Temperatur das Potential, die zeitliche Verfügbarkeit und den Wirkungsgrad eines solarthermischen Kraftwerks zu erhöhen. Im Zuge der Arbeiten soll eine Pilotanlage errichtet und in Betrieb genommen werden. mehr

 

Referenzen:

[1] Pacio, J. & Wetzel, T. (2013). Assessment of liquid metal technology status and research paths for their use as efficient heat transfer fluids in solar central receiver systems, Sol. Energy 93 (2013), 11–22.

[2] Flesch, J., Fritsch, A., Cammi, G., Marocco, L., Fellmoser, F., Pacio, J. & Wetzel, T. (2015), Construction of a test facility for demonstration of a liquid lead-bismuth-cooled 10 kW thermal receiver in a solar furnace arrangement - SOMMER, Energy Procedia 69 (2015), 1259–1268. International Conference on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Systems, SolarPACES 2014.

 

Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Thomas Wetzel
Tel. 0721/608-46447
thomas.wetzel∂kit.edu