DLR - Institut für Solarforschung - Infrastruktur


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Infrastruktur

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Infrastruktur
(15. Januar 2011)


Großanlagen des Instituts

Solarthermisches Versuchskraftwerk Jülich

Am DLR-Standort Jülich, ca. 60 km westlich von Köln, betreibt das DLR Institut für Solarforschung das Solarthermische Versuchskraftwerk Jülich. Auf einer Fläche von zirka zehn Hektar stehen 2153 bewegliche Spiegel (Heliostate) und lenken die einfallenden Sonnenstrahlen auf die Spitze des 60 Meter hohen Solarturms. Dort werden die konzentrierten Strahlen von einem 22m² großen Solar-Receiver aufgenommen und in Wärme umgewandelt. Die angesaugte Luft erhitzt sich dabei auf bis zu 700 Grad Celsius und erzeugt so Wasserdampf, der eine Turbine antreibt, die dann letztendlich über einen Generator Strom produziert.

Im Solarthermischen Versuchskraftwerk Jülich liegt auf halber Höhe des Solarturms eine Forschungssebene. Parallel zum Kraftwerksbetrieb können etwa 20% der Heliostate des Solarturms hochkonzentrierte Sonnenstrahlung mit einer Leistung bis zu 500 kW für Experimente zur Verfügung stellen.

Hier finden Sie weitere Informationen zum Solarturm Jülich.

Hochflussdichte-Sonnenofen und Hochleistungsstrahler in Köln

Der Sonnenofen des DLR in Köln-Porz ist eine Versuchsanlage, in der die Konzentration des Sonnenlichts zu Forschungszwecken eingesetzt wird. Die vom Sonnenofen bereitgestellte Energie aus konzentriertem Sonnenlicht wird genutzt, um an damit bestrahlten Materialien thermische oder phototonische Effekte hervorzurufen. Das Sonnenofengebäude ist architektonisch in Niedrigenergiebauweise gestaltet.

Der Hochleistungsstraher besteht aus zehn Xe-Kurzbogenlampen mit jeweils 6 kW elektrischer Anschlussleistung. Die zu den Lampen gehörigen elliptischen Reflektoren bündeln das Licht auf eine Leistungsdichte von 4 MW/m².

Sonnenofen und Hochleistungsstrahler bieten Forschern und Anwendern aus Wissenschaft und Industrie vielfältige Möglichkeiten zur experimentellen Entwicklung und Qualifizierung nachhaltiger Verfahren, in denen konzentrierte Solarstrahlung der technischen Nutzung zugeführt wird.

Hier finden Sie weitere Informationen zum Sonnenofen und zum Hochleistungsstrahler.

Das Institut für Solarforschung auf der Plataforma Solar de Almería, Spanien

Das spanische Standbein des Instituts für Solarforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) befindet sich in der südostspanischen Provinz Almeria, nahe der Wüste von Tabernas, auf der Plataforma Solar de Almería (PSA). Besitzer und Betreiber der PSA ist das spanische Zentrum für Energie, Umweltstudien und Technologie CIEMAT, langjähriger Kooperationspartner des DLR.

Auf der Plataforma Solar de Almeria (PSA) in Südost-Spanien werden verschiedene Hochtemperatur-Solartechnologien unter praxisnahen Bedingungen getestet und optimiert. Das DLR Institut für Solarforschung hat durch die permanente Delegation von derzeit 18 Mitarbeitern Zugang zu diesen Anlagen.

Hier finden Sie weitere Informationen zu den Aktivitäten des Instituts für Solarforschung auf der PSA.

Laboratorien und Messtechnik

QUARZ: Test- und Qualifizierungszentrum für konzentrierende Solartechnik (Köln)

An den hochmodernen Prüfständen und Großanlagen dieses Test- und Qualifizerungszentrums können Hersteller und Kunden von solarthermischen Anlagen wichtige solarthermische Komponenten, wie zum Beispiel Spiegel oder Absorberrohre auf ihre Qualität testen. Dabei können auch aktuelle Standards und Prüfmethoden evaluiert und weiterentwickelt werden. Die Möglichkeiten reichen von Materialtests über Prototypen und Qualitätskontrollen in der Serienfertigung bis hin zur Produktspezifizierung und Produktentwicklung.

Hier finden Sie weitere Informationen zu den Arbeiten des Instituts im QUARZ.

Solarthermische Außenanlagen

SOPRAN Teststand für solare Prozesswärmeanlagen:

  • Leistungsbestimmung für Parabolrinnen- und Fresnelkollektoren
  • Druckwasserbetrieb oder direkte Dampferzeugung im Solarfeld
  • 250 m² Parabolrinnenkollektoren vorhanden für Feldtests von Kältemaschinen, Motoren oder Turbinen bis 200 °C/15 bar

KEK Prüfstand für Kleinkollektoren:

  • Wirkungsgradbestimmung von Parabolrinnen- und Fresnelkollektoren
  • Heiz-Kühlanlage bis 200 °C/15 bar; neigbare Bühne 6m x 6m

Porenlabor

Speziallabor zur Charakterisierung von Porenkörpern: Vermessung thermophysikalischer Eigenschaften von porösen Strukturen bei hohen Temperaturen (Wärmeübergangsprüfstand, Druckverlustprüfstand für poröse Strukturen, HOT-Disk zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit)

Optiklabor

Labor zur Qualifizierung berührungsloser Messtechniken. Das Optiklabor verfügt über zahlreiche optische Messaufbauten und Spektrometer zur Analyse von Oberflächeneigenschaften, Kalibration von Messgeräten und spektralen Vermessung:

  • Schwarzkörperstrahler bis 1500 °C
  • HYCAL: Kalorimeter für hohe Bestrahlungsstärken
  • Radiometer für hohe Bestrahlungsstärken
  • UV-Vis-NIR Spektrometer und Doppelmonochromator
  • CCD Kameras
  • Goniometer - Reflektometer - Optikbank
  • Kalibrationslabor für Strahlungsflusssensoren
  • verschiedene Strahlungsfluss-Messsysteme für punkt- und linienkonzentrierende Systeme
  • Photogrammetrisches Meßsystem zur Bestimmung der Konzentratorform
  • IR-Temperaturmesssystem (250 - 1000 °C)
  • Meteostation (DNI)
  • Thermographie-Kamera AVIO TVS 2100, mit Normal- und Teleobjektiv
  • Messaufbau für strahlungsphysikalische Daten: XENON-Kurzbogenlampe, div. Filter, Auswerteeinheit

Mikrogasturbinenlabor

300 kW thermische Leistung außen liegende Brennkammer mit der Möglichkeit für optischen Zugang sehr gute Brennstoffflexibilität (gemeinsam mit Institut für Verbrennungstechnik in Stuttgart)

Chemische Laboratorien

Rückkühlanlage zur Thermostatisierung, Pumpen, Datenerfassung, Destillationsanlage zur Lösemittelrückgewinnung

Solare Fotoreaktoren

  • Parabolrinnen-Kollektor-Reaktior bis 0,5 l, unt. Reflektoren
  • CPC-Kollektor-Reaktor 20 bis 50 l
  • Rohr-Reaktor 25 bis 40 l
  • Stegdoppelplatten-Reaktor 25 bis 40 l

Receiver-Reaktorsysteme für Tests mit hochkonzentrierter Sonnenstrahlung im Sonnenofen (jeweils 4 kW bis 12 kW)

  • Drehrohr-Receiver-Reaktor
  • Wabenkörper-Receiver-Reaktor
  • Aeorosol-Receiver-Reaktor
  • Fotoreaktor, Lichtfiltersystem
  • Beheizbare Abgasstrecke und Gaswäsche zur Neutralisation saurer Gase

Mobile Demonstrator-Lampenreaktoren für die fotochemische /fotokatalytische Wasserbehandlung

  • Demonstratoreinheit: 4 kW Quecksilbermitteldruckstrahler, 500 l
  • Demonstratoreinheit: 12 kW Quecksilbermitteldruckstrahler, 3000 l

Instrumentelle chemische Analytik

  • Gaschromatograph: FID und WLD, mit automatischem Flüssigprobengeber
  • Gaschromatograph-Massenspektrometer-Kopplung (GC-MC), auch koppelbar mit Thermodesorptionsprobengeber
  • Flüssigchromatograph-Massenspektrometer-Kopplung (LC-MS) mit Diodenarraydetektor
  • FT-Infrarotspektrometer zur Transmissionsuntersuchung von Lösungen und Plättchenproben
  • UV-Vis-NIR-Spektrometer zur Messung in Transmission und Reflexion, Ulbrichtkugel
  • UV-Vis-Spektrometer mit Glasfaseroptik
  • Spektrometer zur Anwendung chemischer Küvettentests für die Wasseranalytik
  • Geräte zuir Messung von Wasserparametern: TOC mit automatischem Flüssigprobengeber, BSB5
  • Gasanalysatoren im IR- und FID-Messprinzip
  • Quadrupol-Massenspektrometer in korrosionsfester Ausführung
  • Geräte zur Bestimmung von Schmelzpunkt, Brechungsindex, Viskosität
  • für die Wasserchemie Handgeräte zur Bestimmung von pH-Wert, gelöstem Sauerstoff, Redoxpotenzial


Institutskontakt
Dr.rer.nat. Karl-Heinz Funken
Abteilungsleiter Großanlagen und Solare Materialien

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Solarforschung
, Großanlagen und Solare Materialien
Köln-Porz

Tel.: +49 2203 601-3220

Fax: +49 2203 601-4141

Die Großanlagen des Instituts für Solarforschung
Plataforma Solar de Almería
QUARZ - Test and Qualification Center for Concentrating Solar Power Technologies

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