20 Jahre Sonnenofen: seit 1994 führen die Solarforscher des DLR hier Experimente mit hochkonzentriertem Sonnenlicht durch



Im diesjährigen Kölner Sonnenkolloquium am 5. Juni würdigten die Solarforscher den runden Geburtstag des Sonnenofens in Vorträgen und während der Feierstunde im Festzelt auf dem Gelände des Sonnenofens. Prof. Dr.-Ing. Bernhard Hoffschmidt, Direktor am Institut für Solarforschung, hob in seiner Ansprache die Bedeutung der Einrichtung für die Entwicklung des Instituts hervor.

Bei strahlendem Sonnenschein fand am 21. Juni 1994 die Einweihungsfeier des DLR Sonnenofens in Köln-Porz statt. Die damalige NRW Forschungsministerin Anke Brunn überbrachte dem DLR die Glückwünsche des Landes NRW. Das NRW Ministerium für Wissenschaft und Forschung hatte den Bau der neuen Anlage mit Fördermitteln unterstützt.

Das Leitprojekt des Themenfeldes Solare Chemie und Solare Materialforschung der Arbeitsgemeinschaft Solar NRW stellte fortan Infrastruktur und wissenschaftliches Personal für Experimente in der chemischen und materialtechnischen Nutzung konzentrierter Sonnenstrahlung bereit.

 20 Jahre Sonnenofen - Vortrag Dr. Karl-Heinz Funken beim 17. Kölner Sonnenkolloquium
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 20 Jahre Sonnenofen - Jubiläumsfeier im Rahmen des 17. Kölner Sonnenkolloquiums
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Vielfältige Einsatzbereiche

Forscher und Anwender aus Wissenschaft und Industrie finden hier ideale Bedingungen für Experimente mit hochkonzentriertem Sonnenlicht vor. Im Vordergrund stehen heute Versuche für die solare Verfahrenstechnik, Materialwissenschaften und für Solarturmkraftwerke. 2004 gelang es den Wissenschaftlern der DLR Solarforschung mit Hilfe von konzentriertem Sonnenlicht Wasser in Wasserstoff zu spalten. Für Turmkraftwerke wird im Sonnenofen die Belastbarkeit keramischer Receiver-Elemente getestet. In den letzten Jahren wurde ein weiteres Anwendungsfeld konzentrierter Sonnenstrahlung erschlossen: Materialien und Satellitenkomponenten, die später im Weltraum zum Einsatz kommen sollen, untersuchen die Solarforscher hier zuvor auf ihre Eignung.

 Aufbau und Funktionsweise des Hochflussdichte-Sonnenofens
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Xenon-Hochleistungsstrahler für mehr Flexibiltät und Langzeittests

 Funktionsweise des Hochleistungsstrahlers
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Der Kunstlicht-Hochleistungsstrahler auf Basis von elliptischen Reflektoren mit Xenon-Kurzbogenlampen wird vor Allem im Winter und für Langzeitexperimente eingesetzt. Mit einer elektrischen Leistung von 60 Kilowatt erzeugen die Xenon-Kurzbogenlampen Licht mit einer dem Sonnenlicht ähnlichen spektralen Verteilung und einer optischen Leistung bis zu 20 Kilowatt. Mit Hilfe der Reflektoren wird dieses auf eine Leistungsdichte von rund 4,0 Megawatt pro Quadratmeter konzentriert. Die Strahlung trifft auf einen drei Meter entfernten, Zielbereich, wo sie unterschiedlichen Experimenten zugeführt werden kann.

 


 

Testraum und Labore sind hervorragend ausgestattet

Die Ausstattung des Sonnenofens wurde seit seiner Inbetriebnahme stetig verbessert und erweitert und ist auf dem neuesten Stand der Technik.

Im Laborgebäude des Sonnenofens befinden sich ein Testraum zur Durchführung der Experimente, ein Messraum zur Steuerung und Überwachung des Experimentbetriebs, eine Werkstatt für vorbereitende und begleitende Arbeiten an den Versuchsaufbauten sowie Chemie- und Werkstofflabore.

Zur berührungslosen Messung hoher Temperaturen dienen Pyrometer und eine Infrarotkamera. Unterschiedliche Leistungs- und Strahlungsdichte-Messsysteme werden genutzt um die eingestrahlte Leistung und deren Verteilung auf in der Experimentebene zu ermitteln.

Den Experimentatoren stehen verschiedene Vakuumstände zur Verfügung, in denen unter Vakuum und dem Einsatz von Kühlsystemen (sogenannten Kryostaten) Weltraumbedingungen simuliert werden können.

Anwendungsbeispiele

 Solare Wasserstofferzeugung
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 Recycling von Aluminiumschrott
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 Thermische Belastungstests
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 Tests für Raumfahrtanwendungen
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Dienstleistung für Forschung und Industrie

Zu den Kunden von Sonnenofen und Hochleistungsstrahler gehören europaweit tätige Forschungsinstitute ebenso wie Industrieunternehmen. Im Team des Sonnenofens arbeiten Wissenschaftler der Fachgebiete Physik, Maschinenbau und Verfahrenstechnik. Mit ihrem Know-how und ihrer langjährigen Erfahrung beraten sie jeden Kunden individuell. Sie unterstützen bei der Entwicklung und Umsetzung des Experimentaufbaus und stehen dem Kunden während der gesamten Dauer des Experiments beratend zur Seite.


Kontakt
Dr.-Ing. Hans-Gerd Dibowski
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Solarforschung
, Großanlagen und Solare Materialien
Tel: +49 2203 601-3211

Fax: +49 2203 601-4141

E-Mail: Gerd.Dibowski@dlr.de
Elke Reuschenbach
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Solarforschung

Tel: +49 2203 601-4153

Fax: +49 2203 601-4141

E-Mail: elke.reuschenbach@dlr.de
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http://www.dlr.de/sf/de/desktopdefault.aspx/tabid-8379/12676_read-40386/
Downloads zu diesem Artikel
DLR-SF_Hochflussdichte-Sonnenofen und Xenon-Hochleistungsstrahler (http://www.dlr.de/sf/de/Portaldata/73/Resources/dokumente/folder_flyer_-_sf/Folder_DLR-SF_Sonnenofen_HLS_DE-0814_online.pdf)
Funken - 20 Jahre Sonnenofen (http://www.dlr.de/sf/de/Portaldata/73/Resources/dokumente/soko/soko2014/praesentationen/Funken_-_20_Jahre_Sonnenofen.pdf)