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Performance analysis of operational strategies for monolithic receiver-reactor arrays in solar thermochemical hydrogen production plants.

Brendelberger, Stefan und Rosenstiel, Andreas und Lopez Roman, Anton und Prieto Rios, Cristina und Sattler, Christian (2020) Performance analysis of operational strategies for monolithic receiver-reactor arrays in solar thermochemical hydrogen production plants. International Journal of Hydrogen Energy, 45 (49), Seiten 26104-26116. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijhydene.2020.06.191. ISSN 0360-3199.

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Kurzfassung

Solar thermochemical water splitting was successfully demonstrated with monolithic receiver-reactors in field at 50 kW scale. Since monolithic receiver-reactors are limited in size, several of the reactors will have to be combined in receiver-reactor arrays for large-scale plants. In this study, the yearly performance of solar thermochemical plants for hydrogen production implementing receiver-reactor arrays is investigated. Thereto, a transient receiver-reactor model is used in combination with realistic hourly flux profiles from dedicated MW high temperature solar concentrator systems. The batched operation of receiver-reactors leads to particular requirements of the array. Therefore, an array efficiency is introduced and different control strategies for the solar field are analyzed for performance optimization. Advanced strategies have the potential to substantially (~ 46%) improve the overall performance compared to the base case. Further design and operational optimization approaches are discussed, which allow approaching the theoretical array performance limit.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/137912/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Performance analysis of operational strategies for monolithic receiver-reactor arrays in solar thermochemical hydrogen production plants.
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Brendelberger, StefanStefan.Brendelberger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rosenstiel, AndreasAndreas.Rosenstiel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lopez Roman, AntonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Prieto Rios, CristinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2020
Erschienen in:International Journal of Hydrogen Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:45
DOI:10.1016/j.ijhydene.2020.06.191
Seitenbereich:Seiten 26104-26116
Verlag:Elsevier
ISSN:0360-3199
Status:veröffentlicht
Stichwörter:receiver-reactor, thermochemical cycle, snygas, operational strategy, solar fuels
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Solare Brennstoffe
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Solare Verfahrenstechnik
Hinterlegt von: Roeb, Dr.rer.nat. Martin
Hinterlegt am:23 Nov 2020 12:22
Letzte Änderung:23 Okt 2023 13:52

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