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Air Return Ratio Measurements at the Solar Tower Jülich using a Tracer Gas Method

Tiddens, Arne und Röger, Marc und Stadler, Hannes und Hoffschmidt, Bernhard (2017) Air Return Ratio Measurements at the Solar Tower Jülich using a Tracer Gas Method. Solar Energy. Elsevier. doi: 10.1016/j.solener.2017.02.027. ISSN 0038-092X.

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Offizielle URL: https://orcid.org/10.1016/j.solener.2017.02.027

Kurzfassung

The air return ratio is a key factor for the overall efficiency of the open volumetric receiver concept. Although first measurements of the air return ratio exist for smaller setups of the open volumetric receiver concept, so far no measurement of the air return ratio has been presented for the Solar Thermal Test and Demonstration Power Plant Jülich (~1.5MW, ~10 (kg air)/s; ~700°C). This paper describes the application of a tracer gas method at the Solar Tower Jülich to determine this substantial ARR. As tracer gas the environmentally friendly helium has been chosen. The helium is injected dynamically into the circular air flow of the system and the helium mole fraction is measured using a mass spectrometer. The dynamic concentration response of the system is used to determine the air return ratio. This dynamic method only requires one location of measurement. First measurements with this dynamic method were conducted at the Solar Tower Jülich. The ARR of STJ was measured with and without irradiation of the main receiver with high accuracy. Under low-wind conditions and without irradiation of the main receiver the air return ratio was measured to be (67.7 ± 0.5)% for an air mass flow of (9.96 ± 0.04) kg/s. A slightly higher air return ratio of (68.6 ± 0.7)% was measured under irradiation with an air mass flow of (9.94 ± 0.04) kg/s. The air return ratio was sensitive to the air mass flow, showing significantly lower rates when moving further away from the 10 kg/s design air mass flow to 5 kg/s.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/111337/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Air Return Ratio Measurements at the Solar Tower Jülich using a Tracer Gas Method
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Tiddens, Arnearne.tiddens (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3714-3008NICHT SPEZIFIZIERT
Röger, Marcmarc.roeger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0618-4253NICHT SPEZIFIZIERT
Stadler, Hanneshannes.stadler (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hoffschmidt, Bernhardbernhard.hoffschmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:März 2017
Erschienen in:Solar Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.solener.2017.02.027
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Goswami, YogiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
ISSN:0038-092X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Air return ratio, Tracer gas, Solar Tower Jülich, Solar air receiver, Air receiver, Measurement technique, Dynamic mass spectroscopy
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:TIG Technologie, Innovation und Gesellschaft
HGF - Programmthema:Erneuerbare Energie- und Materialressourcen für eine nachhaltige Zukunft
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E MS - Management und Systemanalyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Systemanalyse und Technikbewertung (alt), E - Einfluss von Wüstenbedingungen (alt)
Standort: Jülich
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung
Institut für Solarforschung > Qualifizierung
Hinterlegt von: Tiddens, Arne Tidde
Hinterlegt am:22 Mai 2017 13:25
Letzte Änderung:02 Nov 2023 14:48

Verfügbare Versionen dieses Eintrags

  • Air Return Ratio Measurements at the Solar Tower Jülich using a Tracer Gas Method. (deposited 22 Mai 2017 13:25) [Gegenwärtig angezeigt]

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