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Leistungstests durch Fotogrammetrie, TARMES und QFly



Die Leistung eines Kollektors wird von der Qualität der einzelnen Komponenten, deren Anordnung untereinander und ihrem Verhalten in verschiedenen Belastungssituationen bestimmt. Unsere Testverfahren sind darauf ausgelegt, die folgenden Eigenschaften von Parabolrinnenkollektoren zu untersuchen:

  • die Form
  • Deformation und Torsion
  • den maximalen Wirkungsgrad der Parabolrinne
  • Incidence Angle Modifier
  • die thermischen Verluste

Das DLR-Institut für Solarforschung verwendet bei diesen Untersuchungen vor allem Nahbereichsfotogrammetrie sowie die Messsysteme „TARMES“ und „QFly“.

Nahbereichsfotogrammetrie (PG)

Höhenabweichungen eines Kollektormoduls mit Spiegel (60-fach überhöhte Darstellung der Abweichungen. Bild: DLR

 

Bei diesem Messverfahren werden die Koordinaten charakteristischer Punkte anhand einer Reihe von Fotos bestimmt, die zuvor von unterschiedlichen Positionen aus aufgenommen wurden. Die charakteristischen Punkte werden mit speziellen Markierungen gekennzeichnet. Das PG-Verfahren eignet sich für jede Orientierung des Kollektors und ermöglicht eine Auflösung, mit Hilfe derer Formabweichungen der Glasspiegel, Absorptionsrohre oder Änderungen der Rotationsachse erkannt werden können. Es eignet sich insbesondere für die Analyse von Prototypen und des Kollektor-Unterbaus, wenn daran noch keine reflektierenden Spiegel befestigt wurden. Die Auflösung hängt von der Dichte der angebrachten Markierungen ab. Das Fotogrammmetrie-System ist ein flexibles, transportables und berührungsfreies Messwerkzeug, mit dem die Geometrie großer Strukturen sehr genau vermessen werden kann.

TARMES (Trough Absorber Reflection MEasurement System)

Schnitt durch eine Parabolrinne mit den für die Berechnung der lokalen Steigung benötigten Koordinaten. Links: Serie aus 41 Aufnahmen eines Spiegels, während der Kollektor sich dreht. Das Bild des Absorptionsrohrs wandert von unten nach oben. Bild: DLR

 

TARMES erstellt aus einer Reihe von Fotos hochgenaue und hochaufgelöste Karten der Steigungsabweichung von Spiegeln in einem Parabolrinnenkollektor. Die Normalvektoren der Spiegeloberfläche werden aus den Koordinaten des Absorptionsrohrs, der Position des reflektierten Bildes des Absorptionsrohrs und dem Standort der Kamera bestimmt. Das Messprinzip von TARMES verdeutlicht die Abbildung rechts.

QFly

Das eigens vom DLR-Institut für Solarforschung entwickelte Messverfahren QFly basiert auf demselben Konzept wie TARMES, ermöglicht aber die Untersuchung größerer Kollektorfelder in kurzer Zeit. Anstatt einer stationären Kamera fotografiert bei QFly eine Flugdrohne die Kollektoren aus der Luft. Dies ermöglicht eine komplett automatisierte und schnelle Messung einer großen Anzahl von Kollektoren, ohne den Betrieb des Solarfelds zu beeinträchtigen. (►weitere Informationen zu QFly)


Kontakt
Dr.-Ing. Björn Schiricke
Gruppenleiter Komponenten

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Solarforschung
, Qualifizierung
Köln-Porz

Tel.: +49 2203 601-4507

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