Software Engineering für die Strahlungsflussdichtemessung an Rohrreceivern von Solarturmanlagen

Abstract

Bei Solartürmen ist es von großem Interesse, die Effizienz des Heliostatenfeldes und des Receivers getrennt voneinander zu bestimmen. Hierfür wird die auf den Absorber auftreffende flächenbezogene Strahlungsleistung, die Strahlungsflussdichte, als wichtige Betrachtungsgröße benötigt. Zusätzlich kann das Wissen über die Verteilung der Strahlungsflussdichte zur Überwachung und Optimierung des Anlagenbetriebs genutzt werden. Am Institut für Solarforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird ein modernes Verfahren zur Strahlungsflussdichtemessung entwickelt, bei dem die vom Absorber reflektierte Strahlung mit Hilfe einer Digitalkamera aufgenommen wird. Eine Software berechnet unter Berücksichtigung der Reflexionseigenschaften des Absorbers ausgehend von dem aufgenommenen Bild die eingestrahlte Flussdichteverteilung. Im Rahmen aktuell laufender Forschungsprojekte (TubeMon und HELIBO) sollen Messungen durchgeführt werden, für die der bisherige Entwicklungsstand der Messsoftware noch nicht ausreicht. Die nötigen Anpassungen der Software wurden in dieser Arbeit durchgeführt. Die bereits vorhandene Software wurde um die Auswertung von Bildern von in der Industrie verbreiteten Rohrreceivern erweitert. Auch wurde die Nutzung des Live Auswertungsmodus vereinfacht. Der Teil der Software zur Auswertung von Scan-Versuchen wurde in einen funktionstüchtigen Zustand versetzt. Für die Reduzierung der Datenmengen wurde auch eine Funktionalität hinzugefügt, welche Bilder aus der Bildserie des Scans herausfiltert, die keine für das Endergebnis relevanten Informationen enthalten. Die Auswertung von Scan-Versuchen am Rohrreceiver in Jülich sowie die Korrektur der ungleichmäßigen Reflexionseigenschaften der Absorberoberfläche in Einzelbildern aus der Scan-Bildserie wurde erfolgreich getestet. Der überarbeitete Live-Auswertungsmodus wurde bei Bestrahlung des Hauptreceivers am Solarturm Jülich ebenfalls erfolgreich erprobt.