Dresden 2013 – scientific programme

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AKE: Arbeitskreis Energie

AKE 7: Erneuerbare Energie II - Solarenergie

AKE 7.4: Talk

Tuesday, March 5, 2013, 10:15–10:30, HSZ-03

Simulationen zur Absorption und Wärmeübertragung an Solarturmabsorbern — •Timm Achenbach, Timo Bosch, Gerd Breitbach und Markus Sauerborn — Solar-Institut Jülich (SIJ), Heinrich-Mußmann-Str. 5, 52428 Jülich

Konzentriertes Sonnenlicht wird bei solarthermischen Kraftwerken von Absorbern absorbiert und in nutzbare Wärme gewandelt, die von einem Trägermedium abgeführt wird. Bei Turmkraftwerken wie z.B. dem Solarturmkraftwerk Jülich werden in porösen Absorbern bis zu 1000°C und höher erreicht. Als Wärmeträger wird Luft durch den Absorber gesaugt und auf ca. 700°C aufgeheizt. Der Absorber besteht aus hochporöser Keramik oder aus Metalldrahtstrukturen. Am SIJ wird die Optimierung der solaren Absorption und der konvektiven Wärmeübertragung auf das Medium mittels thermo- und strömungsmechanischer Berechnungen untersucht. Im Rahmen der Simulationen, die im Beitrag vorgestellt werden, sind als wesentliche Größen die Eindringtiefe der Solarstrahlung und der volumetrische Wärmeübergangskoeffizient av für Drahtstrukturen untersucht worden. Die Abschwächung der Strahlung in der Tiefe des Drahtabsorbers, die mit einem Wärmeeintrag in die Struktur einhergeht, wird in der Regel durch eine e-Funktion (Extinktionskoef. k) beschrieben. av ist eine Größe, die angibt, wie viel Energie in Abhängigkeit von Volumen und Temperaturdifferenz zwischen den Drähten und dem Fluid konvektiv übertragen wird. Die Größen av, k bestimmen das Temperaturverhalten eines volumetrischen Absorbers entscheidend. Dabei wirkt eine niedrige Absorberfronttemperatur positiv auf den Absorberwirkungsgrad.