Dienstag, 10. November 2015
Der neue metallische Luftreceiver „MetRec“ ist das Ergebnis einer Kooperation zwischen dem DLR-Institut für Solarforschung und dem Unternehmen Continental, Bereich Fuel & Exhaust Management, welcher sich unter anderem auf Abgastechnologien spezialisiert hat. MetRec basiert auf dem Konzept des volumetrischen Receivers, der bereits in kommerziellen Kraftwerken eingesetzt wird. Als Schlüsselkomponente von Solarturmkraftwerken kann der neue Receivertyp die Leistung und Wirtschaftlichkeit der Anlagen maßgeblich verbessern.
Solarthermische Kraftwerke werden zukünftig einen bedeutsamen Beitrag zur weltweiten Energiewende leisten können. Kommerzielle Solarturmkraftwerke generieren bereits heute Strom und Wärme für eine Vielzahl an Haushalten und Industrieunternehmen auf der ganzen Welt. Um die Wettbewerbsfähigkeit langfristig zu erhalten, verfolgen Forschung und Industrie das Ziel, die Kosten für Strom aus solarthermischen Kraftwerken weiter zu senken. Auf welchen unterschiedlichen Ebenen die Forscher für diesen Zweck nach Lösungen suchen, zeigt nun der Erfolg dieser auf den ersten Blick ungewöhnlich erscheinenden Kooperation.
Gefördert wurde das Projekt von der Europäischen Union und dem Land NRW im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung.
Volumetrische Luftreceiver werden seit langem in solarthermischen Kraftwerken erforscht und seit kurzer Zeit auch in die Industrie transferiert. Auf einem Turm angebracht, absorbieren sie von Spiegeln reflektierte und gebündelte Sonnenstrahlung. Die dadurch gewonnene Wärme kann eine Turbine antreiben und somit Strom erzeugen, oder direkt als Prozesswärme für die Industrie nutzbar gemacht werden. Die Speicherbarkeit der Wärme ermöglicht im Idealfall eine Stromproduktion von 24 Stunden am Tag. Bisher bestanden Luftreceiver aus keramischen Materialien, die eine höhere Betriebszuverlässigkeit gegenüber anderen Werkstoffen vorwiesen. Den beiden Kooperationspartnern DLR und Continental ist es nun gelungen, mit MetRec einen Receiver aus hauchdünnen, gewellten und schließlich gewickelten Hochtemperaturstahl-Folien zu fertigen, die dauerhaft Temperaturbelastungen von über 900 Grad Celsius und kurzzeitig bis zu 1.100 Grad Celsius standhalten.
Der eigentliche Fokus des Geschäftsbereiches bei Continental liegt im Bereich der Katalysator- und Filtertechnik für die Abgasnachbehandlung von Kraftfahrzeugmotoren. Das Know-how von Continental als eines der führenden Unternehmen in diesem Bereich ermöglichte die Fertigung von Receiver-Folien mit besonders feinzelligen Strukturen, wodurch die Wärmeübertragung an die Luft verbessert werden kann. 54 Einzelmodule der neuen MetRec-Receiver, kombiniert zu einer Gesamtfläche von 1,1 m², wurden im Juni diesen Jahres auf der Forschungsebene des Solarturms Jülich vom DLR getestet und steigerten den Umwandlungswirkungsgrad der Sonnenstrahlung zu Wärme um fünf bis zehn Prozent gegenüber den bisher verwendeten Keramik-Materialien. Gleichzeitig wird keine Erhöhung der Baukosten durch die Verwendung von Hochtemperaturstahl-Folien statt Keramik-Werkstoffen erwartet, wodurch ein höherer Energieausstoß bei gleichen Baukosten möglich wird.
Um die Markteinführung der vielversprechenden Technologie zu verwirklichen, verständigen sich Continental und das DLR zurzeit mit Projektentwicklern und Kraftwerksherstellern. Zusammen mit mehreren Kooperationspartnern soll dadurch ein erstes Solarkraftwerk mit MetRec-Receivern entstehen.