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Messung der Partikeltemperatur in einem Zentrifugalreceiver für Solarturmkraftwerke

Schubring, Julius (2013) Messung der Partikeltemperatur in einem Zentrifugalreceiver für Solarturmkraftwerke. Other, Universität Stuttgart.

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Abstract

Solarturmkraftwerke bilden eine wichtige Alternative zur kommerziellen Stromerzeugung und zur Erzeugung von Prozesswärme. Um ihre Markt- und Konkurrenzfähigkeit zu steigern, bedarf es jedoch noch intensiven Forschungstätigkeiten in diesem Bereich. In Rahmen der Entwicklung von Solarturmreceivern ist der Zentrifugalreceiver zu nennen, der das Potential für hohe Wirkungsgrade und somit für die Senkung von Stromgestehungskosten birgt. Um die grundlegenden Prinzipien des Konzeptes zu untersuchen und zu bewerten, wurde ein erster Prototyp für eine Eingangsleistung von 15 kW ausgelegt, aufgebaut und getestet. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Bestimmung der Temperatur von kleinen Keramikpartikeln dar, die hier als Wärmeträgermedium im Receiver dienen. Ziel dieser Arbeit bestand daher in der Entwicklung eines geeigneten Temperaturmesssystems im Rahmen der gegebenen Anforderungen und Randbedingungen. Es wurden verschiedene Konzepte für die Temperaturmessung entwickelt und bewertet. Die erfolgversprechendsten wurden in Versuchen ohne die Einbringung von Wärmestrahlung mithilfe eines Rapid-Prototyping-Modells auf ihre Funktionalität hin getestet. Zur Visualisierung dieser Versuche wurde eine Hochgeschwindigkeitskamera eingesetzt. Die durch diese Versuche erlangten Erkenntnisse wurden anschließend in einem Konzept, einem Temperaturmessring (TMR) mit automatisiertem Schließring, zusammengeführt. Dieses wurde im Rahmen von Funktions- und Leistungstests des Receivers mit Hochleistungsstrahlern am DLR in Köln getestet. Die grundlegende Funktionalität des Messsystems konnte dabei gezeigt werden. DesWeiteren belegen erste Vergleiche mit Aufnahmen einer Wärmebildkamera, dass mit beiden Verfahren gemessene Partikeltemperaturen in der gleichen Größenordnung liegen. Es kann daher auf die Richtigkeit des entwickelten Messkonzeptes vertraut werden.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/103525/
Document Type:Thesis (Other)
Title:Messung der Partikeltemperatur in einem Zentrifugalreceiver für Solarturmkraftwerke
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Schubring, JuliusInstitut für SolarforschungUNSPECIFIED
Date:May 2013
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:63
Status:Published
Keywords:Wärmeträgermedium, Prozesswärme, Receiver, Partikel
Institution:Universität Stuttgart
Department:Maschinenbau
HGF - Research field:Energy
HGF - Program:Renewable Energies
HGF - Program Themes:Concentrating Solar Thermal Technology
DLR - Research area:Energy
DLR - Program:E SF - Solar research
DLR - Research theme (Project):E - Advanced Heat Transfer Media (old)
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Solar Research > Punktfokussierende Systeme
Deposited By: Uhlig, Tamara
Deposited On:31 Mar 2016 15:57
Last Modified:31 Jul 2019 20:00

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