Neue Großforschungsebene auf dem Multifokusturm des DLR in Jülich installiert
Erweiterung ermöglicht Testung größerer Receiver und Reaktoren im industrienahen Maßstab
Mit neuer Technologie „SunBooster“ kann bis zu 10 Megawatt thermische Spitzenleistung erreicht werden
Ein Kran hob die etwa in Summe 140 Tonnen schwere Forschungsebene in mehreren Schritten auf den jetzt 61 Meter hohen Turm
Die neue Großforschungsanalage für Hochtemperaturprozesse und solare Brennstoffe bietet in Zukunft noch mehr Möglichkeiten für die experimentelle Forschung an konzentrierter Solarenergie. In der Woche vom 12. bis zum 16. Oktober wurde eine neue, weltweit einmalige Großforschungsebene auf dem Dach des Multifokusturms am Standort des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Jülich installiert.
Die Erweiterung ist ein wichtiger Schritt für die Skalierung solarthermischer Technologien und eröffnet weltweit einzigartige Möglichkeiten, Receiver, thermochemische Reaktoren und Prozesskonzepte für die Herstellung nachhaltiger Brennstoffe sowie für die industrielle Bereitstellung von Hochtemperaturwärme zu untersuchen – auch für die Industrie.
Neue Großforschungsebene
Die neue Ebene musste millimetergenau auf den Multifokusturm in Jülich aufgesetzt werden.
Als weltweit größte Testanlage soll sie Solartechnologien in einem möglichst großen, industrienahen Maßstab testen und demonstrieren. Dabei werden zwei Ziele verfolgt: Einerseits sollen Receiver beziehungsweise Reaktoren von einer Größe von 5,8 Meter Durchmesser und acht Meter Länge bei hohen Leistungen getestet werden können.
„SunBooster“ für Forschung und Wirtschaft
Zum anderen ist es erstmals möglich, die gesamte Wärmeenergie des zehn Hektar großen Heliostatenfeldes auf einmal zu nutzen. Dadurch kann die konzentrierte Solarstrahlung möglichst wirtschaftlich genutzt und zugleich hohe Prozesstemperaturen erreicht werden.
Dazu wird in einem zukünftigen Schritt eine neue Technologie namens „SunBooster“ in die Anlage eingebaut, die aus einem drei Meter Durchmesser großen Sekundärkonzentrator, in dem die bereits gebündelte Strahlung ein zweites Mal komprimiert wird, und einem ihn umgebenden offenen volumetrischen Receiver von fünf Metern Durchmesser besteht.
In der Anwendung des „SunBooster“ wird die Strahlungsleistung von zehn Megawatt vom Heliostatfeld zum zentralen Receiver gelenkt. Mindestens fünf Megawatt nutzt dieser, um Prozesstemperaturen von 1.200 bis 1.500 Grad Celsius zu erreichen – heiß genug für viele thermochemische Reaktionen. Der umgebende „SunBooster“ nutzt zudem die restliche Leistung für Anwendungen bei niedrigeren Temperaturen und erhöht so die Effizienz der Gesamtanlage. Das ermöglicht einen wirtschaftlichen Einsatz in industriellen Prozessen.
Montage der Großforschungsebene in vier Schritten
Die Montage war ein Paradebeispiel für gelungene Zusammenarbeit und präzise Vorarbeit: In vier Teilen wurde der Aufbau an insgesamt drei Tagen realisiert:
Neue Großforschungsebene
Ein zweiter Teil der Eben wurde an der Rückseite des Turmes angebracht.
Der erste Korpus bietet im Innenbereich drei Etagen, wiegt rund 80 Tonnen und wurde am Kran befestigt, in die Höhe gehoben, austariert, in die korrekte Position gedreht – was durch Winde erschwert wurde–, behutsam aufgesetzt und auf dem Dach des Multifokusturmes fest verschraubt. Der Spielraum begrenzte sich auf wenige Millimeter.
Im nächsten Schritt wurde ein weiterer Korpus von rund 20 Tonnen Gewicht an der Rückseite angebracht, die Montage musste schwebend erfolgen, was besonderes Fingerspitzengefühl erforderte.
Des Weiteren wurden zwei Treppentürme à rund 16 Tonnen an den Seiten angebracht und
zuletzt wurde das Dach mit einem Deckel von sieben Tonnen verschlossen.
Die weltweit einmalige Forschungsanlage ist damit um etwa elf Meter auf rund 61 Meter gewachsen und ist nun dem Solarturm, der ein solarthermisches Versuchskraftwerk enthält, in der Höhe ebenbürtig.
In den kommenden Monaten wird der Innenausbau der Forschungsebenen vorgenommen, die Inbetriebnahme soll in 2027 erfolgen.
Die wichtigsten technischen Eckdaten:
Leistung: bis zu 10 Megawatt thermische Spitzenleistung bei einer Flussdichte von mehr als 2 Megawatt je Quadratmeter für Prozesse mit Temperaturen von bis zu 1.200 Grad Celsius und mehr.
Abmessungen der Testkörper: bis zu 5,8 Meter Durchmesser, 8 Meter Länge und 20 Tonnen Gewicht, einbringbar über eine Dachöffnung.
„SunBooster“-Technologie: Kombination eines luftgekühlten Sekundärkonzentrators mit einem umliegenden offenen volumetrischen Receiver und metallischen Absorbermodulen zur zusätzlichen Nutzung der Solarstrahlung.
