Potenzialbewertung eines neuartigen Rohr-Receiver-Designs für Solarturmkraftwerke mit Flüssigsalzen

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit einem neuartigen Konzept eines Nitratsalzreceivers für Solarturmkraftwerke. Im Fokus stand die Diskussion verschiedener Einflussparameter auf den optischen Receiverwirkungsgrad, sowie die strukturmechanischen Belastungen. Für die Potenzialbewertung wurden verschiedene analytische und numerische Modelle aufgesetzt. Mit einer Strahlenverfolgungssoftware wurde der optische Receiverwirkungsgrad in Abhängigkeit geometrischer Receiverparameter bestimmt und anhand eines parametrischen analytischen Modells wurden die strukturmechanischen Belastungen am Receiver für verschiedene Windlastfälle betrachtet. Als Ergebnis dieser Untersuchungen wurde eine favorisierte Geometrie identifiziert, welche den Anforderungen an die Windlasten entspricht, während der optische Receiverwirkungsgrad maximal ist. Diese Geometrie wurde als FE-Modell aufgesetzt und mit inhomogener Flussdichteverteilung beaufschlagt. Die lokale Temperaturverteilung, Dehnungen und die Wärmespannungen wurden ausgewertet, sowie Anpassungen vorgenommen. Als Ergebnis konnte die Machbarkeit des Sternreceiverkonzepts unter den getroffenen Annahmen bestätigt werden.