Systematischer Vergleich von solarthermischen Turmreflektor- und Turmreceiversystemen:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2007
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Fortschritt-Berichte / VDI : Reihe 6, Energietechnik
556 |
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|---|---|
| adam_text | Inhalt
Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen und Symbole .... VII
1 Einleitung ........•¦ 1
2 Stand des Wissens ......... 5
2.1 Optische Grundlagen solarthermischer Kraftwerke ... 5
2.1.1 Optik von Heliostatfeldem ..... 6
2.1.2 0ptikvonReceiverkonzentratoren .... 9
2.1.3 Optik des Turmreflektorsystems .... 14
2.1.4 Strahlungsflussverteilung ..... 17
2.1.5 Zusammenfassung ...... 19
2.2 Literaturübersicht zu Turmreflektorsystemen . . . . 19
2.2.1 Heliostatfelder bei Systemen mit Receiverkonzentrator . . 20
2.2.2 Analysen von Turmreflektorsystemen .... 21
2.2.3 Vergleichsstudien zwischen Turmreflektor und Turmreceiversystemen 22
2.2.4 Fazit 24
3 Methodik zum Vergleich zwischen Turmreceiver und Turmreflektorsystemen . 26
3.1 Definition der Rahmenbedingungen der Kraftwerksmodelle . . 26
3.1.1 Allgemeines ....... 26
3.1.2 Wartungs und Betriebskosten . . 27
3.1.3 Solarstrahlung ....... 27
3.1.4 Geografische Position ...... 27
3.1.5 Heliostaten 28
3.1.6 Heliostatfelder 29
3.1.7 Zielpunktstrategie ...... 30
3.1.8 Turm 30
3.1.9 Turmreflektor ....... 31
3.1.10 Receiverkonzentrator ...... 34
3.1.11 Receiver 35
3.1.12 Zusammenfassung. ...... 36
3.2 Beschreibung der Berechnungsmethode ..... 38
3.2.1 Allgemeines 38
3.2.2 Funktionsweise des Simulationsprogramms bei Systemen ohne TR 39
3.2.3 Zusätzliche Rechenschritte bei Systemen mit Turmreflektor . 41
3.2.4 Genauigkeit des gewählten Berechnungsverfahrens . . 42
3.2.5 Methodik der Optimierung ..... 43
4 Ergebnisse .......... 45
4.1 Optimierung des Turmreceiversystcms ..... 46
4.1.1 Ein und Mehr Augen Kon6gurationen. ... 46
4.1.2 Erhöhung der Augenzahl ..... 49
4.1.3 Resultierendes Referenz Turmreceiversystem ... 50
4.2 Optimierung des Turmreflektorsystems ..... 51
4.2.1 Dokumentation der Optimierungsauswertung an einem Beispiel 51
4.2.2 Analyse der Konzentrationskosten .... 55
4.2.3 Analyse der Optimierungsparameter .... 56
4.2.4 Analyse abgeleiteter Größen ..... 62
4.3 Vergleich von Turmreflektor mit Turmreceiversystemen. . . 64
4.3.1 Vergleich der Konzentrationskosten .... 64
4.3.2 Vergleich der Ergebnisse für die Systemkomponenten . . 68
4.3.3 Vergleich der Wirkungsgrade und der Konzentrationsfaktoren . 69
4.4 Sensitivität auf Änderung der Randbedingungen .... 77
4.4.1 Parameter der optischen Qualität .... 77
4.4.2 Kostenparameter. ...... 78
5 Zusammenfassung und Ausblick . . 80
Anhänge
A Ermittlung der reflektierenden Oberfläche von räumlichen CPCs . . 83
B Ermittlung der heüostatspezifischen Receiverkonzentrator Transmissonskoeffizienten 85
C —Das Programm Geodome. ....... 88
D Vergleich von HFLCAL mit MIRVAL 91
Literaturverzeichnis ......... 94
|
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Inhalt
Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen und Symbole . VII
1 Einleitung .•¦ 1
2 Stand des Wissens . 5
2.1 Optische Grundlagen solarthermischer Kraftwerke . 5
2.1.1 Optik von Heliostatfeldem . 6
2.1.2 0ptikvonReceiverkonzentratoren . 9
2.1.3 Optik des Turmreflektorsystems . 14
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2.2 Literaturübersicht zu Turmreflektorsystemen . . . . 19
2.2.1 Heliostatfelder bei Systemen mit Receiverkonzentrator . . 20
2.2.2 Analysen von Turmreflektorsystemen . 21
2.2.3 Vergleichsstudien zwischen Turmreflektor und Turmreceiversystemen 22
2.2.4 Fazit 24
3 Methodik zum Vergleich zwischen Turmreceiver und Turmreflektorsystemen . 26
3.1 Definition der Rahmenbedingungen der Kraftwerksmodelle . . 26
3.1.1 Allgemeines . 26
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3.1.4 Geografische Position . 27
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3.1.12 Zusammenfassung. . 36
3.2 Beschreibung der Berechnungsmethode . 38
3.2.1 Allgemeines 38
3.2.2 Funktionsweise des Simulationsprogramms bei Systemen ohne TR 39
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3.2.5 Methodik der Optimierung . 43
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4.1 Optimierung des Turmreceiversystcms . 46
4.1.1 Ein und Mehr Augen Kon6gurationen. . 46
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4.2 Optimierung des Turmreflektorsystems . 51
4.2.1 Dokumentation der Optimierungsauswertung an einem Beispiel 51
4.2.2 Analyse der Konzentrationskosten . 55
4.2.3 Analyse der Optimierungsparameter . 56
4.2.4 Analyse abgeleiteter Größen . 62
4.3 Vergleich von Turmreflektor mit Turmreceiversystemen. . . 64
4.3.1 Vergleich der Konzentrationskosten . 64
4.3.2 Vergleich der Ergebnisse für die Systemkomponenten . . 68
4.3.3 Vergleich der Wirkungsgrade und der Konzentrationsfaktoren . 69
4.4 Sensitivität auf Änderung der Randbedingungen . 77
4.4.1 Parameter der optischen Qualität . 77
4.4.2 Kostenparameter. . 78
5 Zusammenfassung und Ausblick . . 80
Anhänge
A Ermittlung der reflektierenden Oberfläche von räumlichen CPCs . . 83
B Ermittlung der heüostatspezifischen Receiverkonzentrator Transmissonskoeffizienten 85
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