Endbericht (1.3 MB) - Haus der Zukunft

ASTTP Forschungsagenda Solarthermie
Die Kontrolle der Wärmeverluste kann auch über die Einführung von
Konzentratoren erfolgen, sowohl mit als auch ohne Nachführung. Die
Maximierung der Energieausbeute wird den Einsatz von Hochleistungs-Optik
fördern, wie einstufige oder zweistufige CPCs. Vakuumröhrenkollektoren mit
Konzentratoren können bei der Bewältigung dieser beiden Probleme helfen.
Um höhere Prozesstemperaturen (150 - 250°C) zu erreichen, sind
Parabolrinnenkollektoren oder Fresnelkollektoren erforderlich, welche hohe
Konzentrationsraten aufweisen und daher auch der Sonne nachgeführt werden
müssen.
Zur Erzielung hoher Kollektoreffizienzen im mittleren Temperaturbereich spielt
die Minimierung der optischen und thermischen Verluste des Kollektors eine
entscheidende Rolle. Voraussetzung dafür ist die exakte Kenntnis der optischen
und thermischen Effekte im Kollektor. Eine genaue Quantifizierung kann durch
Anwendung weiterentwickelter Messverfahren in enger Verbindung mit
numerischen Simulationen (z.B. Computational Fluid Dynamics) erreicht werden.
Die Weiterentwicklung und Anwendung solcher Verfahren ist eine wichtige
Voraussetzung für die Entwicklung und Optimierung leistungsfähiger
Mitteltemperaturkollektoren.
Die bisherigen Aktivitäten in Österreich beschränkten sich auf den in Kooperation
von AEE INTEC mit der Firma Button Energy entwickelten Parabolrinnenkollektor
zur Direktdampferzeugung. Der Kollektor befindet sich derzeit im
Prototypenstadium. Eine mögliche Anwendung, die erprobt wird, ist der Betrieb
von Dampfstrahlkältemaschinen.
Für Prozesswärmekollektoren ist die Materialforschung entscheidend. Die
Langlebigkeit der Komponenten bei immer höheren Temperaturen muss
verbessert werden und für die Produktion der Konzentratoroptik werden bessere
Materialien benötigt.
Diese Entwicklungen bedürfen einer begleitenden Verbesserung von
Produktionstechniken, bei Systemtests und bei Zertifizierung und Installation.
Nichttechnische Herausforderungen für Prozesswärme-Kollektoren
Für die meisten industriellen Prozesse muss der unterbrechungsfreie Betrieb
gewährleistet sein. Betriebsleiter von Industrieanlagen stehen daher jedem
Eingriff skeptisch gegenüber, der möglicherweise zu Unterbrechungen in der
Wärmeversorgung führen könnte. Die Tatsache, dass bisher nur wenige
solarthermische Prozesswärmeanlagen in Betrieb sind, bedeutet, dass noch kein
Vertrauen in diese Anlagen besteht. Potentielle Anwender werden nicht
angezogen und die Kosten für individuelle Projekte sind erhöht.
Gleichzeitig erhöht der Umstand, dass industrielle Wärmeabnehmer oftmals in
der Lage sind, Öl und Gas zu wesentlich besseren Konditionen zu beziehen, als
private Haushalte, die Hürden für solare Brennstoffeinsparung.
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