Solarkraftwerk
Thermo

Hochtemperatur-Solarthermie

Hochtemperatur-Solarthermie

Solarthermie ist eine Möglichkeit, die Wärme der Sonnenenergie zu nutzen, um Wärme zu gewinnen. Von den verschiedenen Techniken zur Umwandlung von Sonnenstrahlung in Wärmeenergie erklären wir in diesem Abschnitt die Solarthermie mit hoher Temperatur.

Als Hochtemperatur-Solarthermie beziehen wir uns auf Solarsysteme, die Sonnenkollektoren verwenden, die bei Temperaturen über 500 Grad Celsius arbeiten. Bei dieser Art von Anlagen besteht das nächste Ziel darin, diese Wärme in elektrische Energie umzuwandeln, nachdem die Sonnenstrahlung in Wärmeenergie umgewandelt wurde.

Es gibt verschiedene Technologien, um die Solarthermie mit hoher Temperatur zu nutzen. Alle Lösungen basieren jedoch auf den gleichen Prinzipien:

  • Konzentrieren Sie zuerst die Sonnenstrahlung an einem Punkt
  • Erhöhen Sie die Temperatur einer Flüssigkeit, um auf diese Weise ihre innere Energie zu erhöhen. Auf diese Weise kann Energie transportiert werden.
  • Um Dampf erzeugen zu können, können dank seiner thermodynamischen Eigenschaften die Dampfturbinen antreiben und die Energie in mechanische Energie umwandeln.
  • Betreiben Sie die elektrischen Generatoren dank der von der Dampfturbine bereitgestellten kinetischen Energie.

Die in der Hochtemperatur-Sonnenenergie eingesetzten Technologien sind:

  • Die Parabolrinnen-Sensoren.
  • Die Turmzentralen.
  • Die Parabelscheiben.
  • Die Fresnel-Linearempfänger.

Parabolrinnen-Sonnenkollektoren

Hochtemperatur-Solaranlage mit zylindrischen Solarkollektoren

Die Parabolrinnenkollektoren konzentrieren die Sonnenstrahlung durch Parabolspiegel in einem absorbierenden Rohr, das durch die Achse der Parabel verläuft. Im Inneren dieses Absorptionsrohrs wird eine Flüssigkeit erhitzt, die Temperaturen von bis zu 450 Grad Celsius erreichen kann.

Abhängig von der Solaranwendung und der Temperatur, bei der Sie erreichen möchten, wird die eine oder andere Art von Fluid verwendet. Für eine maximale Temperatur von 200 ° C können entmineralisiertes Wasser oder Ethylenglycol als Arbeitsfluide verwendet werden, und für höhere Temperaturen bis 450 ° C werden synthetische Öle verwendet.

Um eine optimale Energieleistung zu erhalten, muss dieser Konzentrationssensor seine Position ändern und sich an die Position der Sonne anpassen, indem er die Achse parallel zur Brennlinie dreht, um die direkte Sonneneinstrahlung zu nutzen.

Solarturmkraftwerke

Solarthermie mit hoher Temperatur.  Schema eines Turms zentral.Dieses solarthermische System basiert auf der Konzentration der Sonnenstrahlung auf einen Punkt in einem Turm. Es wird auch als zentrale Empfängersysteme bezeichnet.

Die Turmsysteme werden durch ein Feld von Heliostaten (mobile Spiegel auf 2 Achsen) gebildet. Die Heliostaten erfassen und konzentrieren die Sonnenstrahlung auf einem Empfänger, der auf einem zentralen Turm installiert ist.

Der Betrieb dieser Art erneuerbarer Energieanlagen ist einfach, der zentrale Solarempfänger erzeugt Dampf bei hoher Temperatur. Der erzeugte Dampf wird anschließend zum Bewegen einer Dampfturbine verwendet. Dank der Dampfturbine wird mechanische Arbeit in Form kinetischer Energie (einer rotierenden Achse) erzielt, die dank eines elektrischen Generators in elektrische Energie umgewandelt wird.

Solarthermie mit hoher Temperatur.  Turm zentral.

Parabolscheiben

Solarthermie mit hoher Temperatur.  Diagramm einer Parabolscheibe.Parabolscheiben sind Systeme, die Sonnenenergie an einem Punkt konzentrieren, an dem sich der Solarempfänger befindet, und ein Stirlingmotor oder eine Mikroturbine, die an einen Wechselstromgenerator gekoppelt ist.

Die im Auffangbehälter befindliche Flüssigkeit wird auf Temperaturen von mehr als 750 Grad Celsius erhitzt, wodurch eine bestimmte Wärmeenergie erhalten wird. Die gewonnene Wärmeenergie wird vom Stirlingmotor oder der Mikroturbine zur Stromerzeugung genutzt.

Ein Stirlingmotor ist ein Verbrennungsmotor mit Außenverbrennung, dh der Energiebeitrag kann durch konzentrierte Solarenergie geleistet werden. Eine mit dem Stirling-Motor gekoppelte Lichtmaschine nutzt die vom Motor erzeugte Bewegung zur Erzeugung elektrischer Energie. Der aus dieser erneuerbaren Ressource erzeugte Strom kann zum Verkauf an das Stromnetz angeschlossen oder in den meisten Fällen für den direkten Verbrauch verwendet werden.

Diese Technologie ist noch in der Erprobung und ist immer noch weniger rentabel als der Turm oder die Parabolspiegel.

Solarthermie mit hoher Temperatur.  Zentral mit Parabelscheiben..

Lineare Fresnel-Empfänger

Bei den Fresnel-Linearreflektoren handelt es sich um ein Konzentrationssystem der Sonnenstrahlung ähnlich wie bei Parabolrinnenspiegeln. In diesem Fall tragen diese linearen Sonnenkollektoren normale Flachspiegel und simulieren die Krümmung von Parabolrinnenspiegeln (teurer), indem sie den Winkel jeder Reihe mit einer einzigen Nachführachse variieren.

Der Hauptvorteil des linearen Empfängersystems von Fresnel ist seine einfache Installation und seine geringen Kosten, obwohl die Energieeffizienz niedriger ist als die Technologie des Parabolic Cylinder Collector (CCP).

Solarthermie mit hoher Temperatur.  Fresnel-Linearempfänger..

valoración: 3.3 - votos 7

Referenzen

Geändert am: 26. April 2019