2. August 2018

Sicherheit in Solarkraftwerken - Siliconöl besteht abschließenden Qualifikationstest

PROMETEO-Testanlage auf der Plataforma Solar de Almería
PROMETEO-Testanlage auf der Plataforma Solar de Almería
Bild 1/3, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

PROMETEO-Testanlage auf der Plataforma Solar de Almería

Auf Seiten der Forschung trägt die spanische CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) als Eigentümer der PROMETEO Testanlage in einer mehr als zwei Jahrzehnten währenden Kooperation mit dem DLR zur Steigerung der Effizienz von solaren Kraftwerken bei.

Parabolrinnenanlage auf der Plataforma Solar de Almería
Bild 2/3, Quelle: DLR/Markus Steur.

Parabolrinnenanlage auf der Plataforma Solar de Almería

Mit Wärmespeichern lässt sich die Stromproduktion solarthermischer Kraftwerke von den Schwankungen der Sonneneinstrahlung entkoppeln. Solarthermischer Kraftwerke könnten so auch nachts und bei starker Bewölkung immer gleichmäßig Strom liefern.

Prometeo-Testanlage
Bild 3/3, Quelle: DLR (CC-BY 3.0).

Prometeo-Testanlage

Im Rahmen eines eigens von WACKER, DLR und CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) entwickelten Freisetzungsversuchs wurde ein geborstenes Rohr simuliert. Durch die Leckage, simuliert durch ein sehr schnell öffnendes Ventil, strömte das 420 Grad Celsius heiße Wärmeträgeröl aus, ohne sich dabei zu entzünden.

Bei der Zulassung und Markteinführung neuartiger Wärmeträgermedien für den Betrieb in solarthermischen Parabolrinnenkraftwerken gibt es bislang keine einheitlich anwendbaren Normen oder Regelwerke. Grundsätzlich gilt, dass das Medium hinsichtlich seiner chemischen und thermodynamischen Eigenschaften unabhängig qualifiziert sein muss. Die ebenfalls erforderliche Demonstration eines Wärmeträgeröls unter realistischen Kraftwerksbedingungen erfordert darüber hinaus einen erheblichen großtechnischen Aufwand. In der süd-spanischen Provinz Almería haben Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit internationalen Partnern aus Forschung und Industrie die Praxistauglichkeit und Funktionalität eines neuen, auf Siliconöl basierten Wärmeträgers erfolgreich demonstriert.

Ein wichtiger Punkt bei der Entwicklung von Komponenten und Wärmeträgern, die in Solarkraftwerken eingesetzt werden, ist die Betriebssicherheit. In der vergleichsweise neuen Branche solarthermischer Kraftwerke fehlen bislang eindeutige und international anerkannte Verfahren und Standards, denen man im Zuge der Qualifizierung eines neuen Wärmeträgertyps folgen könnte. Der Grund dafür ist, dass fast alle bestehenden Parabolrinnenkraftwerke den identischen Wärmeträgertyp verwenden.

Die Prometeo Demonstrationsanlage auf der Plataforma Solar de Almería (PSA) bietet den Entwicklern ideale Möglichkeiten, um die Nachweise für den sicheren Betrieb eines neuen Wärmeträgeröls zu erbringen.

Freisetzungsversuch

Im Rahmen eines eigens von WACKER, DLR und CIEMAT (Spain) (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) entwickelten Freisetzungsversuchs wurde ein geborstenes Rohr simuliert. Durch die Leckage, simuliert durch ein sehr schnell öffnendes Ventil, strömte das 420 Grad Celsius heiße Wärmeträgeröl aus, ohne sich dabei zu entzünden.

Bei dem Versuch wurde ein besonderes Augenmerk auf die voll maßstäblichen Bedingungen gelegt, um die Verhältnisse in kommerziell betriebenen Anlagen eins zu eins abzubilden. Grundlage für das Störfallszenario war der schlimmste anzunehmende Versagensfall, der sich bislang ereignet hat. Der gesamte Prozess von der ersten Versuchsidee über den Aufbau bis zur Durchführung wurde vom TÜV Nordgeprüft und begleitet.

Der Versuch war einer der letzten Schritte zur vollständigen Qualifikation des Siliconöls HELISOL®5A, ein vom Münchner WACKER-Konzern entwickeltes Wärmeträgermedium für Parabolrinnenkraftwerke. Zuvor hatte das Öl bereits bei einem Eignungstest den sogenannten „Proof of Concept“ erfolgreich bestanden, bei dem es über 480 Stunden bei einer Betriebstemperatur von 425 Grad Celsius in der Demonstrationsanlage solar betrieben wurde (in Summe 1100 Stunden Solarbetrieb).

Projekt SITEF / SIMON

Im Rahmen der Projekte SITEF (Silicon Fluid Test Facility) und SIMON (Silicon Fluid Maintenance and Operaion) betreiben Wissenschaftler des DLR-Instituts für Solarforschung die Prometeo-Testanlage auf der Plataforma Solar de Almería (PSA). Neben dem DLR als Projektkoordinator und der Wacker Chemie AG sind auf Seiten der Industrie die Unternehmen TSK Flagsol, TÜV NORD, Senior Flexonics GmbH, innogy SE, Rioglass Solar und flucon GmbHbeteiligt. Auf Seiten der Forschung trägt die spanische CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) als Eigentümer der Prometeo-Testanlage in einer mehr als zwei Jahrzehnten währenden Kooperation mit dem DLR zur Steigerung der Effizienz von solaren Kraftwerken bei.
Ziel des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projektes ist in erster Linie, die Effizienz von Parabolrinnenkraftwerken zu steigern und gleichzeitig die Betriebskosten zu reduzieren.

Kontakt
  • Michel Winand
    Kommunikation Köln, Bonn, Jülich, Rheinbach und Sankt Augustin
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

    Politikbeziehungen und Kommunikation
    Telefon: +49 2203 601-2144
    Linder Höhe
    51147 Köln
    Kontaktieren
  • Christoph Hilgert

    DLR-Institut für Solarforschung
    Telefon: +49 2203 601-4162
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Bilder zum Thema
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    Im Rahmen eines eigens von WACKER, DLR und CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) entwickelten Freisetzungsversuchs wurde ein geborstenes Rohr simuliert. Durch die Leckage, simuliert durch ein sehr schnell öffnendes Ventil, strömte das 420 Grad Celsius heiße Wärmeträgeröl aus, ohne sich dabei zu entzünden.

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