12.05.2014, 10:00 Uhr | 0 |

500 Kilowatt Leistung DLR testet drehenden Strahlenempfänger für Solarturm-Kraftwerke

Ein rotierender Zentrifugalreceiver soll ab 2015 auf dem Turm des Jülicher Solarkraftwerks zum Einsatz kommen. Er erhitzt ein Millimeter kleine Keramikpartikel auf bis 1000 Grad Celsius. Entwickler des 500 Kilowatt starken Empfängers ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). 

Der rotierende Zentrifugalreceiver des DLR
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Der rotierende Zentrifugalreceiver des DLR. Wie bei einer Betonmischmaschine werden die Keramikkügelchen kontinuierlich umgewälzt, so dass sie sich gleichmäßig erhitzen. Sie lassen sich anschließend für industrielle Prozesse in wärmeisolierten Gefäßen abtransportieren.  

Foto: DLR

Hoch auf dem Turm des Jülicher Solarkraftwerks dreht sich langsam eine Art Trommel, die einer Betonmischmaschine ähnelt. Gefüllt ist sie mit Keramikkügelchen, die einen Durchmesser von einem Millimeter haben. 2153 Spiegel, so genannte Heliostate, konzentrieren die Infrarotstrahlen der Sonne auf die Trommel.

Die Kügelchen erhitzen sich – und zwar ganz gleichmäßig, anders als in einem feststehenden Strahlenempfänger (Receiver). Jede Kugel ist mal an der Reihe, direkt von den Strahlen getroffen zu werden, weil sie ständig durcheinandergewirbelt werden. Sie erreichen eine Temperatur von bis zu 1000 Grad Celsius. Das reicht für einen Kraftwerksbetrieb mit hohem Wirkungsgrad und zur Nutzung in industriellen Prozessen.

Forscher testen Modell des Receivers im Solarofen

Das ist ein Blick in die Zukunft. 2015 wird der Receiver, der eine Leistung von 500 Kilowatt hat, in Jülich montiert. Dass er funktioniert, haben die Wissenschaftler am Institut für Solarforschung am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart schon bewiesen. Allerdings an einem kleineren Modell. Getestet wurde es im Solarofen des DLR in Köln, in dem sich mit Hilfe von elektrischer Energie Sonnenstrahlen simulieren lassen.

Bisher eingesetzte Receiver sind ebenfalls mit Keramikkügelchen gefüllt. Diese bleiben allerdings stets an ihrem Platz. Die Wärme, die sie einfangen, wird von durchströmender Luft übernommen und in einem Wärmetauscher an einen Wasser-Dampf-Kreislauf abgegeben. Er versorgt einen Turbogenerator, der Strom erzeugt.

Erhitze Kugeln werden in wärmeisolierten Gefäßen abtransportiert

Die Kügelchen im schrägstehenden Centrifugal-Receiver (CentRec) werden dagegen nach und nach ausgekippt, wenn sie die Wunschtemperatur erreicht haben. Sie landen in wärmeisolierten Gefäßen, die zum Bestimmungsort gebracht werden, etwa einem Wärmetauscher. Der bringt, wie gewohnt, einen Wasser-Dampf-Kreislauf in Schwung.

Wahlweise lässt sich die Wärme auf einen Gaskreislauf übertragen, der auf Grund seiner hohen Temperatur beispielsweise Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten kann. Wasserstoff kann direkt als Energieträger oder zur Herstellung flüssiger Treibstoffe genutzt werden. 

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Von Wolfgang Kempkens
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