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Loop-wise control valves application in molten salt parabolic trough solar fields

Kotzab, Tim und Müllner, Sebastian und Stengler, Jana und Nouri, Bijan und Zarzalejo, Luis Fernando und Schmitz, Mark und Hirsch, Tobias (2025) Loop-wise control valves application in molten salt parabolic trough solar fields. Solar Energy. Elsevier. doi: 10.1016/j.solener.2025.113526. ISSN 0038-092X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038092X25002890?via%3Dihub

Kurzfassung

Parabolic trough power plants use collectors to concentrate direct sunlight onto an absorber tube containing a heat transfer fluid (HTF). The thermal energy is used to generate electricity in a steam cycle power plant. In almost all commercial power plant designs, the HTF is distributed homogeneously to all loops with a fixed opening for the manual loop inlet valves. This work presents an approach with individually controlled mass flow distribution to all loops. The objective is to achieve a more stable outlet temperature in the event of non-homogeneous irradiation. The control concept includes a controller for the total mass flow at the HTF pump, the focus rate of each collector and the opening of the individual loop inlet valves. The suggested control concept is tested using the Virtual Solar Field (VSF) dynamic simulation tool for a 38-loop molten salt parabolic trough field. This simulation tool uses highly discretized irradiance data to reproduce realistic irradiance boundary conditions. A total data set of 940 days of operation recorded at CIEMAT’s Plataforma Solar de Almería are used. Furthermore, different artificial soiling scenarios are implemented to test the concept under non-homogenous heat input. The new control concept is compared with the state-of-the-art control schemes based on loop inlet valves with fixed opening. For normal soiling conditions, the simulation results show an average increase of 0.85 % in the net electrical energy produced.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/214412/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Loop-wise control valves application in molten salt parabolic trough solar fields
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kotzab, TimTim.Kotzab (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8052-4514187405950
Müllner, SebastianSebastian.Muellner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stengler, JanaJana.Stengler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6124-8286NICHT SPEZIFIZIERT
Nouri, BijanBijan.Nouri (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9891-1974NICHT SPEZIFIZIERT
Zarzalejo, Luis FernandoCIEMAT Energy Department-Renewable Energy DivisonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmitz, MarkFlagsolNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hirsch, TobiasTobias.Hirsch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0063-0128NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 April 2025
Erschienen in:Solar Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.solener.2025.113526
Verlag:Elsevier
ISSN:0038-092X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Parabolic trough power plant Solar field control Control valves Molten salt Virtual solar field
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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 - Neue Wärmeträgerfluide
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Nachhaltige Systemverfahrenstechnik
Hinterlegt von: Kotzab, Tim
Hinterlegt am:07 Jul 2025 09:27
Letzte Änderung:07 Jul 2025 09:27

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