Bewertung von Einflussparametern auf den Wirkungsgrad eines offenen volumetrischen Receivers in Cavity-Bauform mit Hilfe von CFD

Abstract

Die konzentrierende Solartechnik ist seit mehreren Jahrzehnten Bestandteil der Forschung im Bereich der erneuerbaren Energien. Hierzu zählen die solaren Turmkraftwerke mit der zentralen Komponente des Receivers. Salz- und Wasserdampfreceiver sind die zurzeit vorherrschenden Technologien im Bereich der solaren Turmkraftwerke, aber offene volumetrische Receiver mit Luft als Wärmeträgermedium bilden eine Alternative aufgrund der einfachen Handhabung und der Möglichkeit hoher Prozesstemperaturen. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es mit innerhalb des DLR entwickelten Modellen einen neu entworfenen offenen volumetrischen Receiver im Cavity-Design simulativ zu bewerten. Mit der Software OpenFOAM wird hierzu durch Strömungssimulationen ein Wirkungsgradkennfeld in Abhängigkeit der Einstrahlleistung und der Ein- bzw. Austrittstemperaturen berechnet und so das Verhalten des Receivers charakterisiert. Im Weiteren werden Einflussparameter wie die Massenstromverteilung auf der Receiveroberfläche, das Deaktivieren von Teilen des Receivers und der Einfluss von Wind untersucht.