Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin (DLR) güneş kulesine yeni bir radyasyon alıcısının kurulmasıyla Jülich’teki güneş enerjisi santrallerinin verimini artırma projesinde önemli bir aşamaya gelindi. Sektörden ortaklarla birlikte önümüzdeki aylarda gerçek santral koşullarında testler yapılacak.
DLR Güneş Araştırmaları Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, endüstriyel şirketlerle birlikte kule santralleri için daha yüksek çalışma sıcaklıkları sağlayan yeni bir güneş radyasyonu alıcısı geliştirdiler. MAN Energy Systems tarafından üretilen radyasyon alıcısı (alıcı), çoklu odak kulesinin ilk test katına yerleştirildi. Kulenin altyapısı, sistemin gerçek bir güneş enerjisi santralindekine benzer koşullar altında test edilebilmesini sağlıyor. DLR liderliğindeki projenin amacı, sıvı tuz alıcılarının ve dolayısıyla tüm santralin ekonomik verimliliğini daha da artırmaktır.
Güneş enerjisi termik santrallerinde, güneş ışığını bir kulenin tepesindeki bir radyasyon alıcısına yansıtmak için binlerce ayna kullanılır. Radyasyon alıcısının metal tüplerinde, ısıyı emen ve güneş enerjisi santralindeki diğer yerlere taşıyan bir ısı transfer ortamı dolaşır. Isı, örneğin suyu buharlaştırmak ve elektrik üreten bir buhar türbinini çalıştırmak için kullanılabilir. Gerekenden daha fazla ısı mevcutsa, bir depolama tankı ısıyı emebilir ve gerektiğinde tekrar serbest bırakabilir.
Isı deposu olarak tuz
Depolanabilir bir ısı transfer ortamı olarak erimiş tuzun kullanıldığı güneş enerjisi kulesi enerji santralleri, olası yüksek sıcaklıklar nedeniyle uygun maliyetli güneş enerjisi sağlamak için özellikle uygundur. Ticari enerji santrallerinde maksimum çalışma sıcaklığı şu anda 565 santigrat derecedir. Bir güneş kulesinin ayna alanı, mevcut güneş enerjisinin daha iyi kullanılmasını sağlayacak şekilde çok daha yüksek sıcaklıklar üretebilir. Bununla birlikte, mümkün olan en yüksek sıcaklık, diğer şeylerin yanı sıra erimiş tuz tarafından kapatılır: 565 santigrat dereceden giderek daha fazla ayrışır. Araştırma ve endüstri, enerji üretiminin maliyetini daha da azaltmak için birlikte çalışıyor. Ayar vidalarından biri teknik önlemlerle tuz sıcaklığını arttırmaktır.
“Alıcımız 600 santigrat derece çıkış sıcaklığı için tasarlandı. Böylece tasarım, 565 santigrat derecelik son teknolojinin çok ötesine geçiyor. Şimdi bu sıcaklığı pratikte göstermek istiyoruz,” diyor proje yöneticisi Miriam Ebert, yeni prototipin temel özelliklerinden birini açıklıyor.
Mümkün olduğunca gerçekçi koşullar altında çok odaklı kulede çalışmayı test edebilmek için, proje ortakları alıcıyı bir tuz devresine entegre ediyor. Tesis, ticari bir enerji santralinin tüm işletim durumlarında çalıştırılabilir. Buna, örneğin, haznenin günlük olarak doldurulması ve boşaltılması dahildir. Testler, bileşenlerin ve sensörlerin daha yüksek sıcaklıklarda kullanımını inceleme ve ticari tesislerde maliyet düşürme potansiyelini değerlendirme fırsatı sunuyor. 2021 sonbaharında sistem ilk olarak güneşsiz olarak devreye girecek, 2022 ilkbaharından itibaren ise güneş enerjisiyle çalışacak testler başlayacak.
Deggendorf’taki MAN Energy Solutions Yeni Teknolojiler Başkanı Dr Christian Schuhbauer, bu çalışmanın öneminin altını çiziyor: “Testler, teknolojinin sağlam temellere dayanan bir ekonomik değerlendirmesini yapmamızı sağlıyor. Sonuçları, teklifleri tasarlarken kullanabileceğiz. erimiş tuz güneş enerjisi alıcılarına sahip ticari projeler için.”
ortaklar ve sponsorlar
Aachen Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Jülich Solar Enstitüsü ve Flexim Esnek Endüstriyel Ölçüm Teknolojisi de projeye dahil. Konsorsiyumdaki diğer ilişkili ortak şirketler, ölçüm teknolojisi ve valflerin geliştirilmesi için Holter Regelarmaturen, Stahl-Armaturen PERSTA, Endress + Hauser Messtechnik’tir. İlişkili proje ortağı Mannesmann Paslanmaz Tüpler, malzeme bilimi konularında Salzgitter Mannesmann Research ile birlikte çalışmayı destekliyor.
Araştırma projesi, Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı tarafından finanse edilen “Yüksek Performanslı Erimiş Tuz II” (FKZ 0324327) araştırma projesinin ve Ekonomi Bakanlığı tarafından finanse edilen “SALSA – yüksek güneş sıcaklığı test platformu” projesinin bir parçasıdır. Kuzey Ren-Vestfalya Eyaletinin İnovasyonu, Dijitalleşmesi ve Enerjisi Sıvı tuz toplama sistemleri” (FKZ PRO 0071).
DLR Güneş Araştırmaları Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, endüstriyel şirketlerle birlikte kule santralleri için daha yüksek çalışma sıcaklıkları sağlayan yeni bir güneş radyasyonu alıcısı geliştirdiler. MAN Energy Systems tarafından üretilen radyasyon alıcısı (alıcı), çoklu odak kulesinin ilk test katına yerleştirildi. Kulenin altyapısı, sistemin gerçek bir güneş enerjisi santralindekine benzer koşullar altında test edilebilmesini sağlıyor. DLR liderliğindeki projenin amacı, sıvı tuz alıcılarının ve dolayısıyla tüm santralin ekonomik verimliliğini daha da artırmaktır.
Güneş enerjisi termik santrallerinde, güneş ışığını bir kulenin tepesindeki bir radyasyon alıcısına yansıtmak için binlerce ayna kullanılır. Radyasyon alıcısının metal tüplerinde, ısıyı emen ve güneş enerjisi santralindeki diğer yerlere taşıyan bir ısı transfer ortamı dolaşır. Isı, örneğin suyu buharlaştırmak ve elektrik üreten bir buhar türbinini çalıştırmak için kullanılabilir. Gerekenden daha fazla ısı mevcutsa, bir depolama tankı ısıyı emebilir ve gerektiğinde tekrar serbest bırakabilir.
Isı deposu olarak tuz
Depolanabilir bir ısı transfer ortamı olarak erimiş tuzun kullanıldığı güneş enerjisi kulesi enerji santralleri, olası yüksek sıcaklıklar nedeniyle uygun maliyetli güneş enerjisi sağlamak için özellikle uygundur. Ticari enerji santrallerinde maksimum çalışma sıcaklığı şu anda 565 santigrat derecedir. Bir güneş kulesinin ayna alanı, mevcut güneş enerjisinin daha iyi kullanılmasını sağlayacak şekilde çok daha yüksek sıcaklıklar üretebilir. Bununla birlikte, mümkün olan en yüksek sıcaklık, diğer şeylerin yanı sıra erimiş tuz tarafından kapatılır: 565 santigrat dereceden giderek daha fazla ayrışır. Araştırma ve endüstri, enerji üretiminin maliyetini daha da azaltmak için birlikte çalışıyor. Ayar vidalarından biri teknik önlemlerle tuz sıcaklığını arttırmaktır.
“Alıcımız 600 santigrat derece çıkış sıcaklığı için tasarlandı. Böylece tasarım, 565 santigrat derecelik son teknolojinin çok ötesine geçiyor. Şimdi bu sıcaklığı pratikte göstermek istiyoruz,” diyor proje yöneticisi Miriam Ebert, yeni prototipin temel özelliklerinden birini açıklıyor.
Mümkün olduğunca gerçekçi koşullar altında çok odaklı kulede çalışmayı test edebilmek için, proje ortakları alıcıyı bir tuz devresine entegre ediyor. Tesis, ticari bir enerji santralinin tüm işletim durumlarında çalıştırılabilir. Buna, örneğin, haznenin günlük olarak doldurulması ve boşaltılması dahildir. Testler, bileşenlerin ve sensörlerin daha yüksek sıcaklıklarda kullanımını inceleme ve ticari tesislerde maliyet düşürme potansiyelini değerlendirme fırsatı sunuyor. 2021 sonbaharında sistem ilk olarak güneşsiz olarak devreye girecek, 2022 ilkbaharından itibaren ise güneş enerjisiyle çalışacak testler başlayacak.
Deggendorf’taki MAN Energy Solutions Yeni Teknolojiler Başkanı Dr Christian Schuhbauer, bu çalışmanın öneminin altını çiziyor: “Testler, teknolojinin sağlam temellere dayanan bir ekonomik değerlendirmesini yapmamızı sağlıyor. Sonuçları, teklifleri tasarlarken kullanabileceğiz. erimiş tuz güneş enerjisi alıcılarına sahip ticari projeler için.”
ortaklar ve sponsorlar
Aachen Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Jülich Solar Enstitüsü ve Flexim Esnek Endüstriyel Ölçüm Teknolojisi de projeye dahil. Konsorsiyumdaki diğer ilişkili ortak şirketler, ölçüm teknolojisi ve valflerin geliştirilmesi için Holter Regelarmaturen, Stahl-Armaturen PERSTA, Endress + Hauser Messtechnik’tir. İlişkili proje ortağı Mannesmann Paslanmaz Tüpler, malzeme bilimi konularında Salzgitter Mannesmann Research ile birlikte çalışmayı destekliyor.
Araştırma projesi, Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı tarafından finanse edilen “Yüksek Performanslı Erimiş Tuz II” (FKZ 0324327) araştırma projesinin ve Ekonomi Bakanlığı tarafından finanse edilen “SALSA – yüksek güneş sıcaklığı test platformu” projesinin bir parçasıdır. Kuzey Ren-Vestfalya Eyaletinin İnovasyonu, Dijitalleşmesi ve Enerjisi Sıvı tuz toplama sistemleri” (FKZ PRO 0071).