DLR - Institut für Solarforschung - Projekte

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Solarthermische Kraftwerke

Horizon STE

Initiative zur weltweiten Führung im Bereich Solarthermie
Eine große Herausforderung im Kampf gegen den Klimawandel ist es, Energiesysteme zu dekarbonisieren. Eine sehr wichtige Maßnahme dafür ist, Strom und Wärme aus erneuerbaren Quellen wie der Sonne zu beziehen. Das EU-geförderte Projekt Horizon STE soll Länder in Europa bei der Einführung von Technologien zur solarthermischen Stromerzeugung (STE) unterstützen. Ein Schwerpunkt liegt auf der Verbesserung der Beschaffung von erneuerbaren Energieressourcen und der Erhöhung der öffentlichen Finanzierung von F&I-Projekten.

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MSOpera

Optimierung des Betriebs flüssigsalzbasierter Parabolrinnensysteme
Das Projekt MSOpera hat zum Ziel, die Markteinführung von Flüssigsalz-Parabolrinnensystemen weiter voranzutreiben. Ausgehend vom grundlegenden Funktionsnachweis mit einem niedrigschmelzenden Salz im Projekt HPS 2, werden die Projektpartner von MSOpera die Versuchsanlage EMSP (Évora Molten Salt Plattform) der Universität Évora/Portugal mit Solarsalz bei 550 bis 565°C betreiben. Zusammen mit vielfältigen Optimierungsmaßnahmen auf Kollektor- und Prozessebene soll das Projekt damit die Basis für kommerzielle Projekte legen.

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SWS

Strom-zu-Wärme-Technologien mit Salzspeicher für den Einsatz in der Industrie und in PV-CSP-Hybridkraftwerken
Der Industriesektor bezieht etwa 30 % des Endenergiebedarfs Deutschlands. Davon werden etwa 66 % in Form von Wärme für chemische oder thermische Prozesse bereitgestellt, wobei je nach Prozess oft große Mengen ungenutzter Abwärme bei niedrigen Temperaturen bis zu 150°C anfallen. Im Rahmen des Projekts SWS werden Konzepte für die Nutzung dieser Abwärme entwickelt.

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SOLWARIS

Reduzierung des Wasserbedarfs von CSP-Kraftwerken
Das übergeordnete Ziel des SOLWARIS Projektes ist es, kostengünstige Technologien und Strategien zur Reduzierung des Wasserverbrauchs in industriellem Maßstab zu implementieren und ihre Leistungsfähigkeit zu demonstrieren ohne die Effizienz des Kraftwerks zu verringern. SOLWARIS bezieht alle Bereiche des Wasserverbrauchs eines CSP-Kraftwerks ein, und setzt sich ehrgeizige Ziele zur Wassereinsparung.

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HPS 2

Flüssigsalz als Wärmeträger in Parabolrinnenkraftwerken
Unter der Leitung des DLR-Instituts für Solarforschung errichtet ein internationales Konsortium in Évora/Portugal eine solarthermische Flüssigsalz-Parabolrinnen-Testanlage. Ab Juni 2019 werden die Unternehmen und Forschungseinrichtungen in der neuen Anlage unter realitätsnahen Bedingungen Flüssigsalz als Wärmeträger testen.

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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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SITEF & SIMON

Siliconöle als Wärmeträger
Solarthermische Kraftwerke spielen für die Energiewende in sonnenreichen Weltregionen eine sehr wichtige Rolle, da sie in Kombination mit einem Wärmespeicher auch nach Sonnenuntergang Strom liefern können. Die Effizienz von solaren Parabolrinnenkraftwerken wird erheblich durch den Wirkungsgrad des Solarfeldes bestimmt. Möglich ist eine bessere Ausnutzung der einfallenden Solarstrahlung zum Beispiel bei einer höheren Maximaltemperatur des Wärmeträgeröls, welches in den Absorberrohren zirkuliert und die Solarstrahlung aufnimmt. Ein Konsortium aus Forschung und Industrie unter Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) demonstriert derzeit im Rahmen von unterschiedlichen Förderprojekten die Eignung von Wärmeträgerölen auf Silikonbasis.

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Solare Energiemeteorologie

	VariDist Analyse und Vorhersage der räumlichen Variabilität der PV-Erzeugung in Verteilnetzen Das Projekt VariDist erstellt eine hochaufgelöste Strahlungsvorhersage mittels einer Vielzahl von Wolkenkameras. Diese Vorhersage soll Einspeisungen aus großen Photovoltaik Kraftwerken sowie Aufdachanlagen planbar machen und somit zur Optimierung der Verteilnetzsteuerung betragen.
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SOLREV

Solare Ressourcen und Vorhersagen für die Netz- und Marktintegration von Solarenergie
SOLREV untersucht und bewertet Modelle zur Bereitstellung von Daten und Prognosen über Solarstrahlung mit Fokus auf PV-Strom. Solche Modelle steuern die Einspeisung von Solarenergie in das Stromnetz und sichern so die langfristige Ertragssicherheit von Solarkraftwerken. Die Abschätzung der Erträge von großen Solarkraftwerken mit hohen Investitionskosten erfordert langjährige Solarstrahlungsdaten. Diese sind die Basis für zuverlässige Ertragsmodelle, die das unternehmerische Risiko reduzieren und die Investitionsbereitschaft der Kapitalgeber stärken.

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Smart4RES

Vorhersagelösungen für erneuerbare Energiequellen
Im Forschungsprojekt Smart4Res arbeiten Forschende aus 12 Instituten, Universitäten und Unternehmen an intelligenten Lösungen für die Eingliederung erneuerbarer Energien ins Stromnetz. Ziel des Projektes ist es, die zu erwartenden Strommengen aus fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen genauer und verlässlicher als bisher vorhersagen zu können. Genauere Vorhersagen ermöglichen es, den Netzbetrieb und die Teilnahme an den Strommärkten zu optimieren. Sie werden immer wichtiger, da der Anteil der grünen Energie an der allgemeinen Energieversorgung in den kommenden Jahren weiter ansteigen wird.

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GeMoExt

Deutsch-Marokkanisches Extinktionsprojekt
In CSP-Turmkraftwerken geht ein Teil der reflektierten Strahlung zwischen dem Heliostatfeld und dem zentralen Empfänger aufgrund von atmosphärischer Extinktion (Auslöschung) verloren. Ziel des GeMoExt-Projekts ist, eine Korrekturmethode für atmosphärische Extinktionsmessungen bis zur Marktreife weiter zu entwickeln, sodass sie in CSP Kraftwerksauslegung und Ertragsvorhersage verwendet werden kann. Dadurch werden die Stromgestehungskosten von CSP Kraftwerken reduziert.

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Solare Verfahrenstechnik

	SESAM Synergieeffekte in der solaren Produktion von Ammoniak und Düngemitteln Im Projekt SESAM soll der Prozess der Solardüngerproduktion erstmals als Ganzes bis zum fertigen Düngemittelprodukt untersucht werden.
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Hotport

HOTPORT

Partikel in solaren Hochtemperaturanwendungen
Im Projekt HOTPORT werden Verfahren und Komponenten entwickelt und getestet, um den Einsatz von Partikeln als Wärmeträgermedium oder Reaktionspartner im Bereich der konzentrierenden Solartechnik zu ermöglichen. Dabei geht es um den wärmeverlustarmen Transport und Flusskontrolle von Partikeln bei Temperaturen über 1000°C. Dazu wird u.a. der Einsatz innovativer Werkstoffe untersucht.

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MenaFuels

Roadmaps zur Erzeugung nachhaltiger synthetischer Kraftstoffe im MENA(*)-Raum zur Dekarbonisierung des Verkehrs in Deutschland
MENA-Fuels soll zum einen die Stärken und Schwächen, Chancen und Hemmnisse sowie Entwicklungspotenziale relevanter synthetischer Kraftstoffe aufzeigen. Die als aussichtsreich bewerteten Kraftstoffe werden mit Blick auf ihre Einbettung in und Rückwirkungen auf das Energiesystem analysiert. * MENA: Middle-East and North Africa (Nordafrika und Naher Osten)

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Solare Kraftstoffe

Vom Sonnenlicht zum Kraftstoff
Im Rahmen der Forschungsinitiative „Energiewende im Verkehr“ erarbeitet das Projekt „SolareKraftstoffe“, in welchem Maße die Herstellung und Nutzung von Kraftstoffen aus solarthermischen Herstellungsverfahren als Drop-In Kraftstoffe Beiträge zu einer zügigen Reduzierung der fossilen CO2-Emissionen des Verkehrs leisten können. Es wird die gesamte Kette von der solaren Kraftstofferzeugung aus Wasser und CO2 bis hin zu der Seite des Verbrauchers, des motorischen Verbrennungsprozesses beleuchtet und untersucht.

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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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CALyPSOL

Mit konzentrierter Solarstrahlung betriebenes Kalziumoxid-Looping
Das Kalziumoxid-Looping, d.h. die wechselweise Umwandlung von gebranntem Kalk (CaO) in kohlensauren Kalk (CaCO₃), ist ein konventionelles, energieaufwändiges Verfahren zur Abscheidung von Kohlendioxid (CO₂) aus industriellen Abgasen. In CALyPSOL wird der Ansatz verfolgt dieses Verfahren mit konzentrierter Solarenergie zu betreiben. Hierzu wird ein Reaktor entwickelt, in dem die Kalzinierung, d.h. die endotherme Umwandlung von CaCO₃ in CaO und CO₂ mittels konzentrierter Solarstrahlung betrieben wird. Der Gesamtprozess wird im Hochflussdichte-Sonnenofen des DLR in Köln-Porz demonstriert.

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BaSiS

Bedarfsgerechte Solarstromproduktion mittels Schwefelspeichertechnologie
In Zusammenarbeit mit dem EU-Projekt PEGASUS, wird ein Schwefelspeicher-Kreisprozess entwickelt, der die Solarstromproduktion unabhängig von tagzeitlichen und saisonalen Schwankungen des Strahlungsangebots ermöglicht. Diesem Prozess liegt ein Speichersystem zugrunde, in dem beim Beladen im Solarbetrieb Schwefel produziert wird, der für eine kontinuierliche Stromerzeugung genutzt werden kann.

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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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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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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)

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