Entwicklung und Aufbau eines Prüfstands für offene volumetrische Solarturm-Receiver inklusive Steuerung

Kurzfassung

Trotz aller Vorteile der Luftreceiver, kam es nach deren Entwicklung vor, dass einzelne Module aufgrund thermischer Spannungen im Betrieb brachen. Um die genaue Ursache für den Bruch herauszufinden und Alternativen testen zu können, wurde 2005 von Säck [8] ein Prüfstand gebaut, der in einem sogenannten Dish-Konzentrator (s. Abb. 1.2 mitte) ein einzelnes Absorbermodul mit zyklisch wechselnden Temperaturen belastet. Thomey [9] hat während seiner Diplomarbeit 2008 einen weiteren Prüfstand entwickelt, der mit künstlich erzeugter Strahlung funktioniert und für Wirkungsgradmessungen von Absorbern benutzt wird. Mithilfe der Prüfstände wurden die Receiver mit der Zeit optimiert. Jedoch kam in den letzten Jahren die Frage auf, ob und wie stark die Receiver mit Staubpartikeln und Sand in der angesaugten Umgebungsluft interagieren. Eine Reaktion wird vermutet, da sich die Absorbertemperatur nahe der Schmelztemperatur von einigen Bestandteilen von Sand/Staub befindet. Es wurden bereits Tests in einem Ofen durchgeführt, dessen Ergebnisse nun mit Feldmessungen korreliert werden sollen. Daher wurden Messungen notwendig, die nahe an der realen Anwendung sind, wie es z.B. in dem Prüfstand im Dish-Konzentrator von Säck [8] möglich wäre. Deshalb hat man versucht diesen wieder in Betrieb zu nehmen und musste feststellen, dass die Steuerung defekt ist. Statt dem Austausch der Steuerung, wurde sich für eine Neuentwicklung der Prüfstandes entschieden, da auch andere Komponenten beschädigt hätten sein können und der Prüfstand allgemein bereits stark korrodiert war. Zudem wurde eine Massenstrommessung gewünscht, um die durch den Absorber strömende Luftmenge bestimmen und im Anschluss auswerten zu können. Diese war im alten Prüfstand weder vorhanden, noch nachträglich realisierbar. Der neue Prüfstand, dessen Entwicklung in dieser Bachelorarbeit dokumentiert wird, sollte einige Schwächen des alten Prüfstandes beseitigen und die erwähnte Massenstrommessung beinhalten, die zusätzlich eine Wirkungsgradbestimmung ermöglicht.