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MSOpera

MSOperation: Optimierung des Betriebs flüssigsalzbasierter Parabolrinnensysteme

Blick auf die Testanlage EMSP (Évora Molten Salt Plattform) in Portugal. Bild: Universität Évora/Dorin Golovca

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.

Aktuell nutzen kommerzielle Parabolrinnenkraftwerke  Thermo-Öl als Wärmeträgermedium. Die Anlagen setzen Solarsalz als Speichermedium in einem über Wärmeübertrager angebundenen Zweitank-Speichersystem ein. Das sogenannte Solar Salt ist eine Mischung aus Kaliumnitrat und Natriumnitrat. Zirkuliert Salz auch als Wärmeträger in den Kollektoren des Solarfelds, sind höhere Austrittstemperaturen von bis zu 565°C möglich, im Vergleich zu maximal 395°C Austrittstemperatur bei Ölanlagen. Ein weiterer Vorteil von flüssigsalzbasierten Systemen sind die niedrigeren Investitionskosten, da die Anlagen weder Ölkreislauf noch einen Wärmetauscher zwischen Ölkreislauf und Salzspeicher benötigen. Damit erreicht der Speicher eine höhere Temperatur und kann durch die höhere Temperaturdifferenz bei gleichem Volumen mehr Energie aufnehmen. Von den höheren Temperaturen profitiert auch der Dampfkreislauf, wodurch der Wirkungsgrad der Turbine steigt. Ein weiterer Vorteil von flüssigsalzbasierten Systemen sind die niedrigeren Investitionskosten, da die Anlagen weder Ölkreislauf noch Wärmetauscher benötigen.

Die Kernziele des Projekts sind:

• Betriebserfahrung mit Solar Salt bis zu 565 °C
• Reduktion der Stillstandwärmeverluste durch energieeffiziente Fahrweise und Solarfelddrainage während längerer Stillstandzeiten
• Erprobung eines Solarfeldregelkonzepts mit individueller Durchflussregelung in allen Loops und Skalierung des Konzepts auf kommerzielle Anlagengröße
• Steigerung des Kollektorwirkungsgrads durch innovative Tracking-Korrekturen
• Kostenreduktion durch Entwurf, Konstruktion und Erprobung optimierter Kollektor-komponenten (serienfertigungstauglich). Gezeigt am Demonstrator der neuesten Version 3.1 des Heliotrough Kollektors (Entwicklung: TSK Flagsol, SBP Sonne).
• Kostenreduktion durch partiellen Ersatz des elektrischen Begleitheizsystems durch mobile Begleitheizeinheiten.
• Konzepte zur solaren Receivervorwärmung
• Erhöhung der Betriebssicherheit durch Steigerung des Automationsgrades
• Umfassende Bewertung der zur Verfügung stehenden Salzmischungen für den kommerziellen Betrieb einer Anlage

Modellansicht des weiterentwickelten HelioTrough®-Kollektors der TSK Flagsol Engineering GmbH, erstellt in Zusammenarbeit mit SBP Sonne. Bild: TSK Flagsol Engineering GmbH