Mehrtürmige Solaranlage - MTSA:
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2001
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| Beschreibung: | München, Techn. Univ., Diss., 2001 |
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INHALTSVERZEICHNIS
NOTATION IV
ZUSAMMENFASSUNG VI
EINLEITUNG 1
1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN DER GEOMETRISCHEN OPTIK IN
DER SOLARENERGIENUTZUNG 3
1.1 NUTZUNG HOCHKONZENTRIERTER SOLARER STRAHLUNG 4
1.1.1 QUALITAET VON ENERGIE 4
1.1.2 TEMPERATUR UND QUALITAET VON STRAHLUNG 4
1.1.3 KONZENTRIERTE SOLARE STRAHLUNG FUER SOLARZELLEN 5
1.2 KONZENTRATION VON STRAHLUNG: PRINZIPIEN DER GEOMETRISCHEN
OPTIK 5
1.2.1 OEENDUE 5
1.2.2 KONZENTRATION VON STRAHLUNG 6
1.2.3 MAXIMALE KONZENTRATION 7
1.2.4 OPTISCHE KONZENTRATION 7
1.2.5 ABBILDENDE UND NICHTABBILDENDE OPTIK 8
2 KONVENTIONELLE SOLARTURMKRAFTWERKE 9
2.1 PRINZIP 10
2.2 VERLUSTE IM HELIOSTATENFELD 10
2.2.1 VERSCHATTEN UND BLOCKIEREN 10
2.2.2 KOSINUS-EFFEKT 11
2.2.3 THEORETISCHE GRENZEN 11
2.3 AUSLEGUNG DES HELIOSTATENFELDES EINES KONVENTIONELLEN
SOLARTURMKRAFTWERKES 12
3 KONZEPT DER MEHRTUERMIGEN SOLARANLAGE (MTSA) 14
3.1 PRINZIP DER UEBERLAPPENDEN HELIOSTATENFELDER 15
3.2 PARZELLEN EINER MTSA 16
4 KONVENTIONELLE HELIOSTATEN 17
4.1 KONZEPT 18
4.2 REFLEKTORAUFHAENGUNG 18
4.3 MAXIMALE REFLEKTORFLAECHENDICHTE 18
4.4 ASTIGMATISMUS 20
4.5 PROBLEME EINER MTSA MIT KONVENTIONELLEN HELIOSTATEN 21
5 GEKOPPELTE HELIOSTATEN MIT FESTER HORIZONTALACHSEN-
AUFHAENGUNG 22
5.1 FESTE HORIZONTALACHSEN-AUFHAENGUNG 23
5.2 REFLEKTORFORM 24
5.3 KOPPELUNG VON HELIOSTATEN 26.
5.3.1 PRINZIP DER KOPPELUNG MIT EINER AUSRICHTUNGSSTANGE 26
INHALTSVERZEICHNIS
I
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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5.3.2 KONSTRUKTION DER AUFHAENGUNG FUER EINE GEKOPPELTEN NACHFUEHRUNG
27
5.3.3 ANSAETZE ZU EINER VERBESSERTEN KONSTRUKTION DER GEKOPPELTEN
NACHFUEHRUNG 28
5.4 VORTEILE 29
6 OPTIMIERUNG DER HELIOSTATENFELDER EINER MTSA 30
6.1 DESIGNVARIANTEN FUER EINE MTSA 31
6.2 KONFIGURATIONSPARAMETER FUER DAS HELIOSTATENFELD 31
6.2.1 ZIELPUNKTE-ANZAHL-PARAMETER
(ZA)
31
6.2.2 HELIOSTATEN-MUSTER-PARAMETER (
HM)
31
6.2.3 TURM-ZUORDNUNGS-PARAMETER
(TZ)
32
6.3 QUASI-STRAHLVERFOLGUNGSPROGRAMM ZUR OPTIMIERUNG DES
HELIOSTATENFELDES 32
6.4 AUSLEGUNG EINES OPTIMIERTEN HELIOSTATENFELDES 33
6.5 JAHRESGRUNDFLAECHEN- UND -REFLEKTORFLAECHENNUTZUNGSGRAD 34
6.6 JAHRESVERDUENNUNGSFAKTOR 37
6.7 ZEITLICH VARIABLE FELDAUSLEGUNG 39
6.8 VARIATION DER REFLEKTORFLAECHENDICHTE IM FELD 39
6.9 AUSWIRKUNGEN VERSCHIEDENER REFLEKTOR- UND
PARZELLENFORMEN 39
6.9.1 PARZELLENFORM 39
6.9.2 REFLEKTORFORM 39
6.10 TURMABSTAND 39
7 NUTZUNG DER HOCHKONZENTRIERTEN STRAHLUNG 41
7.1 KONZENTRATIONSVERTEILUNG IM FOKUS 42
7.2 RECEIVERVARIANTEN ZUR NUTZUNG DER KONZENTRIERTEN STRAHLUNG
44
7.2.1 THERMISCHER RECEIVER 44
7.2.2 PHOTOVOLTAIK-RECEIVER FUER HOCHKONZENTRIERTE STRAHLUNG 44
7.2.3 SOLARER THERMOCHEMISCHER REAKTOR ZUR WASSERSTOFFERZEUGUNG 45
7.2.4 KOMBINATION VERSCHIEDENER RECEIVER 46
7.3 POTENTIALABSCHAETZUNG FUER VERSCHIEDENE
RECEIVERTECHNOLOGIEN 46
8 ALTERNATIVEN FUER DIE MTSA-KOMPONENTEN 47
8.1 PARZELLEN 48
8.2 TUERME UND RECEIVERANBRINGUNG 48
8.2.1 RECEIVERANBRINGUNG UND FORM DER TUERME 48
8.2.2 TURMREFLEKTOR 48
8.3 RECEIVER 49
8.4 SPEICHERUNG UND ZUSATZFEUERUNG 50
8.4.1 THERMISCHER SPEICHER 50
8.4.2 WASSERSTOFF ZUR ENERGIESPEICHERUNG 50
8.4.3 THERMISCHES HYBRIDKRAFTWERK 50
8.4.4 HYBRIDKRAFTWERK MIT KOMBINIERTEN RECEIVERN 50
8.5 RANDAUSFRANSUNG DES HELIOSTATENFELDES ODER EINSATZ VON
RANDTUERMEN 51
8.5.1 PROBLEMATIK 51
8.5.2 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE BETRACHTUNG 51
8.5.3 GESTALTERISCHE BETRACHTUNG 51
INHALTSVERZEICHNIS
9 ANWENDUNGEN IM STAEDTISCHEN BEREICH 53
9.1 TUERME UND DIE SILHOUETTE EINER STADT 54
9.2 MTSA UND ANALOGIEN IN DER STAEDTISCHEN INFRASTRUKTUR 55
9.3 GEEIGNETE FLAECHENTYPEN IM STAEDTEBAULICHEN KONTEXT 57
9.3.1 KRITERIEN 57
9.3.2 GEEIGNETE FLAECHEN 57
9.3.3 VORKOMMEN 58
9.4 BEISPIELE FUER ANWENDUNGEN IM STAEDTISCHEN BEREICH 58
9.4.1 PARKPLAETZE 58
9.4.2 FLACHDAECHER 59
9.5 KONZEPTE FUER TRAGKONSTRUKTION 60
9.5.1 ANFORDERUNGEN 60
9.5.2 LOESUNGSANSAETZE 60
10POTENTIALABSCHAETZUNGEN FUER EINE MTSA 62
10.1 JAHRESNUTZUNGSGRAD EINER MTSA 63
10.2 MOEGLICHE JAHRESERTRAEGE EINER MTSA 63
10.3 INSTALLIERTE LEISTUNG 63
10.4 FALLSTUDIE FUER EIN EINKAUFSZENTRUM IN SPANIEN ' 64
10.4.1 KENNDATEN 64
10.4.2 BEDARF UND ANGEBOT 64
10.4.3 SPEICHERUNG VON UEBERSCHUESSIGER ENERGIE 66
10.4.4 NUTZUNG DER ABWAERME ZUR SOLAREN KLIMATISIERUNG 67
11 AUSBLICK 69
A1 COMPACT LINEAR FRESNEL REFLECTOR (CLFR) 70
A2 OPTIMIERUNG EINES HELIOSTATENFELDES MIT VARIIERENDER
REFLEKTORFLAECHENDICHTE 71
A3 EIGENLAST DER MTSA 72
LITERATUR 73
GLOSSAR 78
INHALTSVERZEICHNIS
III |
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