DLR - Institut für Solarforschung

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Materialentwicklung

Düsol

Nachhaltige Düngerproduktion aus Sonne, Luft und Wasser
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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Qualifizierung

Gtom – Gebäudetomograph

Messsystem für berührungslose energetische Analysen von Gebäudehüllen
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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Solare Verfahrenstechnik

TRAKSOL

Entwicklung und Qualifizierung von Solarreceivern auf Basis transparenter Keramik für solarverfahrenstechnische Prozesse
Eine der großen Herausforderungen im Bau von Solarreceivern ist die Verfügbarkeit geeigneter Materialien. Dies gilt insbesondere für Solarreceiver für Verfahrenstechnische Anwendungen, wie z.B. der Schwefelsäureverdampfung, da hier auch die chemische Beständigkeit anspruchsvoll ist. Im Projekt TRAKSOL wird der Einsatz von transparenter Keramik in Solarreceivern untersucht und im Labormaßstab demonstriert. Hierdurch ist in vielen Anwendungen mit einer Verbesserung des Receiverwirkungsgrades zu rechnen.

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Future Fuels

DLR-Querschnittsprojekt
Der wachsende Anteil erneuerbarer Energien in Deutschland erfordert nicht nur zusätzliche große Kapazitäten im Bereich der Strom- und Versorgungsnetze, sondern auch innovative Lösungen bei Energiespeicherung und –transport. Synthetische Kraftstoffe werden voraussichtlich eine Schlüsselrolle als Energieträger für den Verkehrssektor und als Energiepuffer für die Integration großer Mengen erneuerbarer Energien in das Netz spielen. In Future Fuels sollen die vielversprechendsten, alternativen Brennstoffe auf Basis der Sonnenenergie (Solar Fuels) identifiziert und hinsichtlich ihrer technischen und ökologischen Performance analysiert und bewertet werden.

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RedoxStorE

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

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

Erneuerbare Stromerzeugung durch solaren Partikelreceiver mit Schwefelspeicher-Kreisprozess
Effektive und ökonomische Langzeitspeicherung von Solarenergie ist essenziell, um fossile Kraftwerke vollständig durch erneuerbare Energiequellen zu ersetzen. In diesem Zusammenhang untersucht das europäische Forschungsprojekt PEGASUS einen neuartigen Prozess zur Stromerzeugung, der solarthermische Kraftwerke (Concentrated Solar Power, CSP) mit einem Schwefelspeicher kombiniert, um einen grundlastfähigen 24-Stunden-Betrieb zu realisieren.

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SOLPART

Hochtemperatur solarbeheizte Reaktoren für die industrielle Produktion von reaktiven Partikeln
Das Ziel des SOLPART-Projektes ist es, eine Pilotanlage für die Verarbeitung (24 h / Tag) von Mineralien bei 800 – 1000 °C zu entwickeln. Dabei handelt es sich um eine Anlage für Partikel aus der energieintensiven, nicht-metallischen Mineralienindustrie. Eine der Hauptreaktionen ist die Kalzinierung, wodurch einerseits CO₂ durch die Reaktion und andererseits durch den Einsatz der fossilen Brennstoffe freigesetzt wird. Ziel des SOLPART-Projektes ist es, diese CO₂-Emissionen zu reduzieren, indem fossile Brennstoffe durch Solarenergie ersetzt werden.

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ASTOR

Automatisierung solar-chemischer Prozesse zur Reduzierung von Wasserstoff-Gestehungskosten
Die solare, thermochemische Wasserspaltung mittels Redox-Kreisprozessen ist eine viel versprechende Alternative zur Herstellung regenerativer Brennstoffe. Im Projekt ASTOR soll die weltweit erste automatisierte Regelung eines solar-chemischen Prozesses entwickelt werden. Für die anspruchsvolle Regelung müssen komplexe Regelungsalgorithmen ausgehend von einem Systemmodell des Prozesses entwickelt werden. Weiteres Ziel ist die Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades durch Optimierung des Wärmemanagements und innovative Konzepte zur Wärmerückgewinnung.

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SUN-to-LIQUID

Auf direktem Weg vom Sonnenlicht zum Treibstoff
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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Abgeschlossene Projekte
(Projektarchiv)