Recherche, Ableitung und Bewertung geeigneter Modellansätze für ausgewählte Komponenten solarthermischer Kraftwerke

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Abbildung von Wärmetransportvorgängen in thermischen Energiespeichern (TES- Thermal Energy Storage) für die Ertragsprognose solarthermischer Kraftwerke. Hauptbestandteil ist die Modellierung und anschließende Vereinfachung von Wärmetransportvorgängen in TES. Daneben wird ein kurzer Überblick über bestehende Modellansätze in der Literatur gegeben. Die Gültigkeit der modellierten Wärmetransportvorgänge wird durch eine Validierung bzw. Analyse überprüft. Für ein Zwei- Tank Flüssigsalzsystem werden die Wärmetransportvorgänge im TES im Softwareprogramm MATLAB modelliert. Die Beschreibung der Zustände im Speicherbehälter erfolgt über festgelegte Kenngrößen, die Wärmeverluste werden in sogenannten Subsystemen in Form von 4 Teilwärmeströmen analytisch ermittelt und anschließend zu einem Gesamtwärmestrom zusammengefasst. Die Validierung des Modells erfolgt anhand von Literaturwerten für ein Referenzsystem. Die Approximation (Vereinfachung) der ermittelten Teilwärmeströme erfolgt für einen geeigneten Referenzpunkt in Abhängigkeit der konstanten bzw. variablen Wärmeübertragungsfläche und der treibenden Temperaturdifferenz.