Auszeichnungen und Preisverleihungen

DLR-Wissenschaftspreis 2009 für patentiertes Messverfahren bei der Wärmeübertragung

15. Dezember 2009

 

 Dr. Marc Röger – ausgezeichnet mit dem DLR-Wissenschaftspreis 2009
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Auf der Jahreshauptversammlung des DLR in Berlin wurde Dr. Marc Röger vom Institut für Technische Thermodynamik, Abteilung Solarforschung am Standort Almería, für seine im Journal of Heat Transfer veröffentlichte Preisarbeit zur Vermessung von konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten* mit dem DLR-Wissenschaftspreis 2009 ausgezeichnet. Mit diesem Preis werden seine Arbeit und die Neuentwicklung eines Messverfahrens gewürdigt, das berührungslos die Intensität des Wärmeübergangs zwischen einer Oberfläche und eines Gases bewertet.

 

 

 

Wärmeverteilung und ihre Optimierung

 Geöffneter Hochtemperatur-Solar-Receiver mit Fenster und Düsen an der Plataforma Solar de Almería
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Um solare Strahlung in Elektrizität umzusetzen, muss solar gewonnene Wärme an einen thermodynamischen Kreislauf weitergegeben werden. Hierfür wird Solarstrahlung mittels der Heliostate auf einen Solar-Receiver gebündelt, dort absorbiert und Luft erhitzt. Für den solaren Betrieb einer Gasturbine muss diese Luft vor der Erwärmung komprimiert sein. Ein gewölbtes Quarzglasfenster dient dem transparenten Abschluss des Receivers.

Um den sicheren und dauerhaften Betrieb des Receivers zu gewährleisten, sollte die Temperatur des Quarzglasfensters 800°C nicht übersteigen. Zur Erzeugung von Receiveraustrittstemperaturen über 1000°C muss das Fenster daher gekühlt werden.


 

 Gemessener Wärmeübergang bei einer nicht-optimalen Kühlkonfiguration des Solar-Receiver-Fensters.
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Dr. Röger untersuchte mit Hilfe des entwickelten Messverfahren in seinen Arbeiten verschiedene Konfigurationen mit mehreren Luftkühlströmen, um die optimale Kühlung und den höchsten Wirkungsgrad erzielen zu können. Sein neuentwickeltes Messverfahren ist berührungslos und liefert

Ergebnisse mit hoher örtlicher Auflösung. Ein großer Vorteil liegt in der Möglichkeit der Anwendung auf zweiachsig-gekrümmten Oberflächen. Die im Rahmen der Arbeit patentierte Technik wurde benutzt, um die Kühlung eines Solar-Receiver-Fensters mit Hilfe mehrerer Luftstrahlen zu untersuchen und zu optimieren.

Als Resultat konnte am spanischen Standort Plataforma Solar de Almería eine solare Gasturbine erfolgreich in Betrieb genommen werden. Die Kombination aus den Untersuchungen zur Kühlwirkung der Luftstrahlen und der in Stuttgart entwickelte Receivertechnologie konnte die druckbeaufschlagte Luft bis auf 1030°C durch solare Energie erwärmt werden.

 

 Gemessener Wärmeübergang bei einer optimalen Kühlkonfiguration des Solar-Receiver-Fensters. Durch eine Rotation des Bereiches der luftbeaufschlagten Düsen wird eine homogenere Kühlung des Fensters erreicht.
zum Bild Gemessener Wärmeübergang bei einer optimalen Kühlkonfiguration des Solar-Receiver-Fensters. Durch eine Rotation des Bereiches der luftbeaufschlagten Düsen wird eine homogenere Kühlung des Fensters erreicht.

Hr. Röger arbeitet seit zehn Jahren am Institut für Technische Thermodynamik an den Standorten Stuttgart und Almería im Bereich der solarthermischen Stromerzeugung im Team für Hochtemperatur-Systeme und sowie im Bereich optische und thermische Qualifizierung von Kollektoren.

*RÖGER, M.: A Periodic Transient Method for High-Resolution Heat Transfer Measurement on Two-Dimensional Curved Surfaces. J. Heat Transfer, Vol. 129, No. 12, 2007, pp. 1638-1654

 

 

 


Kontakt
Dr.-Ing. Marc Röger
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Solarforschung
, Qualifizierung
Tel: +34 950 259806

Fax: +34 950 260315

E-Mail: Marc.Roeger@dlr.de
URL dieses Artikels
http://www.dlr.de/tt/desktopdefault.aspx/tabid-7184/6802_read-21663/