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© SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | 52428 JÜLICH | WWW.SIJ.FH-AACHEN.DE 14.01.2014 | 1 Simulationen.

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1 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 1 Simulationen zur Absorption und Wärmeübertragung an Solarturmabsorbern T. Achenbach 1, T. Bosch 1, G. Breitbach 1 und M. Sauerborn 1 1 Solar-Institut Jülich (SIJ), Heinrich-Mußmann-Str. 5, D Jülich 77. Jahrestagung der DPG und DPG-Frühjahrstagung

2 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 2 konzentrierende Solarthermie Heliotrough, Andasol Kraftwerk, Spanien Nova-1, PE-1 Kraftwerk, Spanien Suncatcher, Maricopa Kraftwerk, USA Gemasolar Kraftwerk, Spanien

3 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 3 Solarturmkraftwerk mit offenem volumetrischen Receiver

4 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 4 Stand der Technik

5 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 5 Funktionsprinzip offener volumetrischer Receiver angesaugte Umgebungsluft angesaugte Umgebungsluft aufgeheizte Luft

6 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 6 Stand der Technik, Vor- und Nachteile sehr robuste SISIC- Keramik Temperatureinsatzbereich bis 1400 °C herstellungsbedingt begrenzte minimale Wandstärke niedrige Porosität und großer Anteil der Frontfläche verschlossen relativ kleine innere wärmeübertragende Fläche

7 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 7 Neuer Ansatz, Vor- und Nachteile Langlebigkeit wird untersucht Temperatureinsatzbereich bis 1300 °C (Heizleiterlegierungen) Drahtdurchmesser sehr klein wählbar hohe Porosität und geringer Anteil der Frontfläche verschlossen große innere wärmeübertragende Fläche Drahtgestrick Drahtgewebe

8 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 8 Modellierung / Strahlung als Wärmequelle x / m

9 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 9 Modellierung / Konvektion

10 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 10 Modellierung / Temperaturverlauf der Luft T T L,ein T L,aus

11 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 11 Modellierung / Temperaturverlauf Absorberstruktur

12 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 12 Modellierung / Temperaturverlauf Absorberstruktur x T

13 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 13 Forschungsbedarf / Ausblick bisher fehlende Langzeittest an metallischen Strukturen Formstabilität der Strukturen ist unter den gegebenen Randbedingungen noch nicht ausreichend untersucht worden messtechnische Untersuchung des volumetrischen Wärmeübergangskoeffizienten steht noch aus, Validierung der Simulationsmodelle

14 © SOLAR-INSTITUT JÜLICH | FH AACHEN UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES | HEINRICH-MUSSMANN-STR. 5 | JÜLICH | | 14 Vielen Dank!


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