DLR - Institut für Solarforschung - <em>Projektarchiv</em>

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Abgeschlossene Projekte im Forschungsbereich Solarthermische Kraftwerke (Auswahl)

Verbundvorhaben StaMeP

Entwicklung von standardisierten Messmethoden und Prüfständen für den Leistungsnachweis von Bauteilen solar-thermischer Kraftwerke
Laufzeit: 01.06.2012 - 28.02.2016

Im Verbundvorhaben StaMeP wurde die Standardisierung für CSP-Komponenten durch das DLR in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ISE intensiv unterstützt und beschleunigt vorangetrieben. Es wurden ausgewählte Methoden, Prüfstände und Messeinrichtungen zum Nachweis der Qualität von Einzelkomponenten sowie der Leistungsfähigkeit von Solarfeldern in solarthermischen Kraftwerken untersucht. Mess- und Evaluierungsmethoden wurden für die Komponenten Spiegel, Absorber, flexible Rohrverbindungen und komplette Solarfelder analysiert, weiterentwickelt und validiert.

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QUARZ-Zert

Entwicklung von CSP-spezifischen Produktprüfverfahren
Laufzeit: 01.01.2015 - 31.07.2018

Ziel des Projektes QUARZ-Zert ist die Qualitätssicherung der Schlüsselkomponenten von solarthermischen Kraftwerken, sowie die Verbreitung aussagefähiger Prüfmethoden. Im Rahmen von QUARZ-Zert hat das DLR-Institut für Solarforschung in seinem Qualifizierungszentrum QUARZ® bereits bestehende Prüfmethoden erweitert und neue Verfahren zur Qualitätsprüfung entwickelt. Die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Schlüsselkomponenten von solarthermischen Kraftwerken sollen damit zukünftig aussagekräftiger bewertbar sein.

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ConSol

Innovative Kollektorkonstruktionen aus Beton
Laufzeit: 1.2.2015 - 31.05.2018

Bei heutigen Parabolrinnenkraftwerken beträgt der Anteil des Kollektorfeldes an den Investionskosten etwa 50%. Die Kostensenkungspotenziale bei den üblichen Stahlstrukturen sind weitgehend ausgeschöpft. Beton als Strukturmaterial bietet neben vergleichsweise geringen Material- und Fertigungskosten neue Ansätze zur Kostensenkung.

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CSPBank

Standardisierung der Ertragsprognose von Solarkraftwerken
Laufzeit: 1.2.2014 - 31.12.2016

Die genaue Vorhersage der zu erwartenden Stromproduktion und des damit zu erzielenden Ertrags ist von entscheidender Bedeutung für die Finanzierung eines Kraftwerksprojekts. Die Berechnungsmodelle erfordern neben der Abbildung des technischen Systems eine realitätsnahe Abschätzung der zu erwartenden Strahlungsmenge.

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DUKE

Solare Direktverdampfung im Durchlaufkonzept

Laufzeit: 1.5.2011 - 30.9.2015

Das Ziel des Forschungsprojektes DUKE ist die Entwicklung und später direkt kommerziell anwendbare Demonstration der solaren Direktverdampfung im sogenannten „Durchlaufkonzept“. Bei der solaren Direktverdampfung (DSG, Direct Steam Generation) wird der Dampf für die Stromerzeugung direkt in den Receiverrohren der Parabolrinnen erzeugt. Zwischenschritte über Wärmeträgermedien fallen damit weg, zudem sind höhere Betriebstemperaturen möglich.

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HEST-HY

Thermochemische Wasserstofferzeugung wird auf ein neues Level gebracht
Laufzeit: 1.2.2014 - 31.12.2016
In diesem visionären Projekt werden entscheidende große ingenieurstechnische Herausforderungen angegangen, die auf dem Papier deutliche Wirkungsgradverbesserungen versprechen. In Zusammenarbeit mit Sandia National Labs aus den USA werden Testanlagen aufgebaut, die Partikel im Vakuum bei über 1400 °C bestrahlen sollen.

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INDUSOL

Fertigungsverfahren für volumetrische Solarabsorber aus Siliziumkarbid-Keramik

Laufzeit: 1.7.2011 - 31.12.2014

Im Verbundprojekt INDUSOL arbeiten Wissenschaftler des Instituts für Solarforschung und des Instituts für Werkstoff-Forschung gemeinsam mit ihrem Industriepartner Saint-Gobain Industriekeramik Rödental GmbH an der Entwicklung und Erprobung von industriellen Fertigungsverfahren zur Herstellung von volumetrischen Solarabsorbern aus Siliziumkarbid-Keramik.

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	JointSoRUs Wissenschaftlicher Austausch mit Mittelasien Laufzeit: 1.3.2015 - 30.9.2016 Kernziel des Projekts ist es, den Austausch deutscher und usbekischer Wissenschaftler zu fördern und darüber den Aufbau wissenschaftlicher Kapazitäten im Bereich der solaren Kraftwerkstechnik in Usbekistan zu unterstützen.
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KanDis

Analyse von Messdaten des TSE1 Kraftwerks in Kanjanabouri/Thailand
Laufzeit: 1.6.2013 - 30.04.2016

Mit dem Vorhaben KanDis unterstützt das Institut für Solarforschung die Weiterentwicklung und Markteinführung des Prinzips Direktverdampfung in Parabolrinnenkraftwerken. Dazu analysiert das Institut für Solarforschung über 400 hochaufgelöste Messdaten der Solarlite CSP Technology GmbH aus dem TSE1 Kraftwerk in Kanjanaburi, Thailand, dem ersten Parabolrinnenkraftwerk mit solarer Direktverdampfung und Überhitzung.

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	PreFlexMS Technologien für die nächste Generation von solaren Turmkraftwerken mit Flüssigsalz Laufzeit: 1.6.2015 - 31.5.2018 Das Projekt PreFlexMS beinhaltet Forschungs- und Entwicklungsaufgaben verschiedenster Disziplinen, die die Leistung solarer Turmkraftwerke mit Flüssigsalz als Wärmeträgermedium erhöhen werden.
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P3

Pilotanlage zur solaren Prozessdampferzeugung mit Parabolrinnenkollektoren

Laufzeit: 1.2.2007 - 31.12.2010

Das P3 Verbundprojekt (Pilotanlage zur solaren Prozesswärmeerzeugung mit Parabolrinnenkollektoren) demonstriert die solare Versorgung eines typischen industriellen Verbrauchers mit Sattdampf als Energieträger. Eine Anlage zur Beschichtung von Aluminiumbändern bei der Firma Alanod wird mit direkt im Kollektorfeld erzeugtem Dampf bei 143°C beschickt. Planung, Errichtung und Inbetriebnahme des Parabolrinnenfeldes der Firma Solitem mit 108 m² Kollektorfläche und des Anschlusses an die Produktion ist abgeschlossen. Für den Betrieb der nächsten Jahre wird eine weitere wissenschaftliche Begleitung und Auswertung angestrebt.

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	REELCOOP Solarthermische Stromerzeugung in Verbindung mit Biomasse Laufzeit: 1.9.2013 - 28.2.2018 Im Rahmen des EU-Projektes REELCOOP untersuchen Projektpartner aus Deutschland, Portugal, Spanien und Tunesien die solarthermische Stromerzeugung im kleinen Leistungsbereich in Verbindung mit Biomasse.
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RESOL

Nachrüstung von bestehenden Parabolrinnenkraftwerken mit Solartürmen
Laufzeit: 1.1.2015 - 31.3.2017

Das Projekt Resol (Retrofitting Solarthermal Power Plants) ist ein Verbundprojekt mit MAN Diesel und Turbo SE, Oberhausen, dem Solar-Institut Jülich und dem DLR. Projektziel ist die Untersuchung der Möglichkeit zur Senkung der Stromgestehungskosten durch Nachrüstung von Solartürmen bei bestehenden Parabolrinnenanlagen.

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SiBops

Simulationsunterstützte Betriebsoptimierung für Solarturmkraftwerke

Laufzeit: 15.2.2012 – 14.2.2015

In diesem Verbundprojekt arbeitet das DLR-Institut für Solarforschung gemeinsam mit den Industriepartnern Kraftanlagen München GmbH und CSP Services GmbH sowie den Forschungspartnern RWTH Aachen und FH Aachen/Solar-Institut Jülich an softwarebasierten Methodenzur Verbesserung des Betriebs solarthermischer Turmkraftwerke.

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	SolSteam Unmittelbare Integration von Solardampf in fossilen Dampferzeuger Laufzeit: 1.8.2013 - 31.12.2017 Im Projekt SolSteam entwickelt und untersucht das Institut für Solarforschung gemeinsam mit dem deutschen Industriepartner Industrial Solar GmbH Konzepte zur direkten Integration von solar erzeugtem Dampf in Dampfkreisläufe.
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Qualilfizierung

Gtom – Gebäudetomograph

Messsystem für berührungslose energetische Analysen von Gebäudehüllen
Laufzeit: 1.11.2016 – 31.07.2020

Im Projekt Gtom entwickeln Wissenschaftler aus vier DLR-Instituten Verfahren für die Untersuchung der energetischen Eigenschaften von Gebäudehüllen. Diese Verfahren, die aus dem Bereich der Fernerkundung stammen, sollen in Zukunft Schwachstellen in Gebäudehüllen identifizieren und Rückschlüsse auf die Ursachen von erhöhten Energieverlusten ermöglichen.

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Abgeschlossene Projekte im Forschungsbereich Solare Verfahrenstechnik (Auswahl)

SUN-to-LIQUID

Auf direktem Weg vom Sonnenlicht zum Treibstoff

Laufzeit:01.1.2016 - 31.12.2019

Im Projekt SUN-to-LIQUID wird eine Technologie entwickelt, die im großen Maßstab zu konkurrenzfähigen Kosten die Erzeugung von erneuerbaren Treibstoffen durch einen solar-thermochemischen Prozess ermöglichen soll. Solarstrahlung wird dazu durch ein Heliostatfeld hochkonzentriert und von einem Receiver-Reaktor effizient absorbiert. Die dabei entstehende Hochtemperaturwärme wird in einem thermochemischen Prozess genutzt um H₂O und CO₂ zu Synthesegas und anschließend mittels Fischer-Tropsch-Synthese zu einem flüssigen Treibstoff umzuwandeln. Dabei lassen sich potenziell Umwandlungswirkungsgrade von über 30% erreichen.

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RedoxStorE

Thermochemische Speicher für CSP-Anwendungen auf der Basis von Redox-Reaktionen - vom Material zum Prozess

Laufzeit: 01.01.2015 – 31.12.2018

Das RedoxStorE-Projekt verbindet das Know-how von drei DLR-Instituten zur Entwicklung und Untersuchung eines thermochemischen Speichers im Pilotmaßstab basierend auf Redoxmaterialen. Das Material in Form von Partikeln unterliegt einer zyklischen reversiblen Reaktion, um Wärme abwechselnd zu speichern und abzugeben. Die Wärme wird durch eine endotherme Reaktion in einem direkt bestrahlten Drehrohrofen gespeichert, während sie in einem vertikalen Wanderbettreaktor freigesetzt wird.

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Düsol

Nachhaltige Düngerproduktion aus Sonne, Luft und Wasser

Laufzeit: 1.12.2016 - 30.11.2019

Düngerproduktion ist heutzutage mit immensen CO2-Emissionen verbunden. Das liegt hauptsächlich an großen Erdgasmengen, die für den wichtigen Grundstoff Ammoniak eingesetzt werden. In Düsol wird das Verfahren so modifiziert, dass es ohne den Einsatz von Erdgas auskommt. Solarbetriebene chemische Prozesse stellen Stickstoff und Wasserstoff – die Bausteine von Ammoniak – aus Luft und Wasser her.

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HYDROSOL-PLANT

Solare Thermochemische Wasserspaltung

Laufzeit: 01.01.2014 - 31.03.2018

HYDROSOL.PLANT ist das vierte einer Reihe von Projekten, die die Herstellung von erneuerbarem Wasserstoff mittels einer zyklischen, thermochemischen Reaktion von Metall-Oxiden zum Ziel hat. Auf der Plataforma Solar de Almería in Spanien wurde zu diesem Zweck in Co-operation mit den Forschungszentren CIEMAT (Spanien) and APTL (Griechenland) sowie den Firmen Hygear (Niederlande) und HELPE (Griechenland) eine 750 kW-Anlage errichtet.

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INDIREF

Sonnenenergie für die Chemieindustrie: Indirekt solar-beheizter Reformer zur Herstellung von Methanol aus CO2 und Erdgas

Laufzeit: 1.12.2016 - 30.09.2019

Die konventionelle Herstellung von Synthesegas (kurz: Syngas), das Ausgangsprodukt für viele chemische Produkte wie z.B. Methanol ist, verursacht signifikante CO2 Emissionen. Mithilfe von konzentrierter Solarstrahlung lassen sich die Emissionen stark reduzieren. Ein CO2 Recycling im Prozess reduziert die Emissionen weiter.

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	RESTRUCTURE Machbarkeit eines Thermochemischen Speichers gezeigt Laufzeit: 1.1.2011 - 31.01.2016 Ein Thermochemischer Speicher wurde erfolgreich im Solarturm Jülich getestet. Diese Technologie könnte zukünftig in Solarkraftwerken eingesetzt werden, um die Speicherdichte des Wärmespeichers zu erhöhen
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	Solam Solares Schmelzen von Aluminium in einem direkt bestrahlten Drehrohrofen Laufzeit: 01.04.2015 – 31.03.2018 In einem Deutsch-Südafrikanischen Kooperationsprojekt wird erarbeitet, wie der Energieintensive Prozess des Aluminiumschmelzens ressourcenschonend betrieben werden kann.
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Sol2Hy2

Solare Erzeugung von Wasserstoff

Laufzeit: 1.6.2013 - 31.05.2016

Das europäische Forschungsprojekt SOL2HY2 (Solar to Hydrogen Hybrid Cycles) untersucht den Schwefelsäure-Hybrid-Prozess (HyS) zur solaren Erzeugung von Wasserstoff. Dieser Prozess - auch bekannt als Westighouseprozess oder „Ispra Mark 11“ – gilt als einer der vielversprechendsten Ansätze, um Wasserstoff durch Einsatz thermischer Energie zu erzeugen.

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SOPHIA

Solarbetriebene Hochtemperatur-Elektrolyse (HTE)
Laufzeit: 01.04.2014 - 30.06.2017
Wasserstoff und andere Brennstoffe werden voraussichtlich eine Schlüsselrolle als Energieträger für den Verkehrssektor und als Energiepuffer für die Integration großer Mengen erneuerbarer Energien in das Netz spielen. In SOPHIA wird Wasserstoff über Hochtemperatur-Elektrolyse mit konzentrierter Solarenergie hergestellt. Das Projekt möchte den Weg zu dieser vielversprechenden, effizienten und kohlenstofffreien Wasserstoffproduktionstechnik ebnen.

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Virtuelles Institut SolarSynGas

Thermochemische Forschung für Brennstoffe aus erneuerbaren Rohstoffen und Energiequellen
Laufzeit: 01.10.2012 - 30.09.2017
Das Virtuelle Institut SolarSynGas verfolgt das langfristige Ziel, Brennstoffe mittels Synthesegasherstellung aus erneuerbaren Rohstoffen und Energiequellen über eine thermochemische Route effizient und wirtschaftlich herzustellen. Hinter SolarSynGas stehen die Institute für Solarforschung und Werkstoffforschung des DLR und die drei Universitäten KIT Karlsruhe, TU Clausthal und ETH Zürich.

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