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Model Predictive Control and Service Life Monitoring for Molten Salt Solar Power Towers

Grote-Ramm, Wolfgang und Schönig, Felix und Schwarzbözl, Peter und Drexelius, Maximilian und Maldonado Quinto, Daniel und Binder, Matthias (2023) Model Predictive Control and Service Life Monitoring for Molten Salt Solar Power Towers. 29th SolarPACES Conference, 2023-10-10 - 2023-10-13, Sydney, Australia. (eingereichter Beitrag)

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
1MB

Offizielle URL: https://www.solarpaces-conference.org/

Kurzfassung

A two-component system for control and monitoring of solar power towers with molten salt receivers is proposed. The control component consists of a model predictive control applica-tion (MPC) with a flexible objective function and on-line tunable weights, which runs on a In-dustrial PC and uses a reduced order dynamic model of the receiver’s thermal and flow dy-namics. The second component consists of a service-life monitoring unit, which estimates the service-life consumption of the absorber tubes depending on the current mode of operation based on thermal stresses and creep fatigue in the high temperature regime. The calculation of stresses is done based on a detailed finite element study, in which a digital twin of the re-ceiver was developed. By parallelising the model solver, the estimation of service-life con-sumption became capable of real-time operation. The system has been implemented at a test facility in Jülich, Germany, and awaits field experiments. In this paper, the modeling and archi-tecture are presented along simulation results, which were validated on a hardware-in-the-loop test bench. The MPC showed good disturbance rejection while respecting process variable constraints during the simulation studies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/199080/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:Gefördert vom BMWK unter Fördernummer 03EE5006A-B
Titel:Model Predictive Control and Service Life Monitoring for Molten Salt Solar Power Towers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Grote-Ramm, WolfgangNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schönig, FelixNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schwarzbözl, PeterPeter.Schwarzboezl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9339-7884NICHT SPEZIFIZIERT
Drexelius, MaximilianMaximilian.Drexelius (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6591-4039NICHT SPEZIFIZIERT
Maldonado Quinto, Danieldaniel.maldonadoquinto (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2929-8667NICHT SPEZIFIZIERT
Binder, Matthiasmatthias.binder (at) man-es.comNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:eingereichter Beitrag
Stichwörter:Solar Power Tower, Molten Salt, Model Predictive Control, Dynamic Modelling, Digital Twin, Service-life Monitoring, Predictive Maintenance
Veranstaltungstitel:29th SolarPACES Conference
Veranstaltungsort:Sydney, Australia
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:10 Oktober 2023
Veranstaltungsende:13 Oktober 2023
Veranstalter :SolarPACES
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Intelligenter Betrieb
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Solare Kraftwerktechnik
Hinterlegt von: Schwarzbözl, Peter
Hinterlegt am:16 Nov 2023 12:43
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:59

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