Im DLR-Institut für Solarforschung arbeiten die Wissenschaftler an zwei verschiedenen Partikelreceiver-Typen: Am Zentrifugal-Receiver (CentRec) und am Fallfilm-Receiver.
Solarturm-Systeme mit Partikel-Receiver
Solarturm-Systeme mit Partikel-Receiver dienen zur Produktion von Strom und industrieller Prozesswärme, insbesondere Hochtemperatur-Prozesswärme. Dazu werden keramische Partikel als Wärmeträgermedium verwendet, da sie sich für Temperaturen bis mindestens 1.000 Grad Celsius eignen. Diese Technologie nutzt die Partikel in einem Kreislauf sowohl zur Aufnahme der Energie im Receiver als auch zur Speicherung der Wärme. Als Wärmeträger werden aktuell keramische Partikel aus gesintertem Bauxit (Abbildung 1) favorisiert. Gründe hierfür sind:
Zentrifugalreceiver (CentRec)-Funktionsprinzip
Der Zentrifugalreceiver besteht aus einem rotierenden, isolierten Hohlzylinder (Cavity), an dem sich oben eine Vorrichtung zum Einfüllen der Partikel befindet.
Die Zentrifugalkraft presst die Partikel auf die Innenseite des Hohlzylinders wo sie einen dichten Partikelfilm bilden, der sich nach unten bewegt.
Über der geöffneten Stirnseite der Cavity, der sogenannten Apertur , tritt die konzentrierte Solarstrahlung ein, die dann vom Partikelfilm direkt absorbiert wird.
Ein nicht rotierender Sammelring fängt die Partikel unten auf und leitet sie weiter in den anschließenden Partikelkreislauf.
Fallfim-Receiver-Funktionsprinzip
Bei einem Fallfilm-Receiver fallen die Partikel im Receiver frei nach unten und bilden eine Art „Partikelvorhang“. In diesem Vorhang erfolgt die direkte Absorption der konzentrierten Solarstrahlung.
Eine mögliche Auslegung eines solchen Receivers ist ein konzentrischer Vorhang im Inneren eines nach unten offenen Receiver-Hohlraums (Abbildung 2). Im oberen Bereich des Receivers erfolgt die Zuführung der Partikel. Diese fallen parallel zur Receiver-Innenwand nach unten. Am Boden des Receivers werden die Partikel in einem Auffangring gesammelt und von dort aus zur nachfolgenden Anwendung weiter transportiert.
Aktuelle Arbeiten am DLR