Das Projekt "Teilvorhaben: Aufbau des Solarfelds und Betrieb der Anlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TSK Flagsol Engineering GmbH durchgeführt. Das strategische Ziel des Vorhabens ist es, einen deutschen/internationalen Kompetenzpool auf dem Gebiet der Parabolrinnenkraftwerke, die mit dem Wärmeträgermedium Salzschmelze betrieben werden, aufzubauen, der mittelfristig in die Lage versetzt wird, kommerzielle Kraftwerke auf diesem Gebiet anzubieten. Das größte Potential, den Wirkungsgrad und damit die Wirtschaftlichkeit solarthermischer Kraftwerke zu verbessern, liegt in der Steigerung der Prozesstemperatur und der Speicherung von Energie. Hierbei werden Salzschmelzen als Wärmeträgermedien großes Potential zugeschrieben. Weiterhin erlauben die Salze eine direkte Speicherung. Die Stromerzeugung wird somit den Anforderungen von Netzbetreibern für eine bedarfsgerechte Einspeisung gerecht. Beim Einsatz von Flüssigsalz entstehen neue Herausforderungen für die eingesetzten Gewerke (bspw. Erstarrungsproblematik, Korrosion, uvm.). Im Projekt werden diesen Herausforderungen technische Lösungen entgegengesetzt, entwickelt und auf der Plattform aufgebaut. Im Projekt wird die betriebssichere Anwendung der Lösungen in einer Gesamtanlage nachgewiesen und demonstriert. Das HPS2-Industrieprojekt fußt auf dem HPS2-Infrastrukturprojekt. Das neue Industriekonsortium wird die bisher geleisteten Arbeiten wieder aufnehmen und gemeinsam zu Ende führen. AP 1 - Salze und Salzverfahrenstechnik AP 2 - Design und Aufbau des HelioTrough Solarfelds AP 3 - Design des Solarfeld- Beheizungssystems und Aufbau der Kabeltechnik AP 4 - Fertigstellung des Dampferzeugersystems AP 5 - Funktionsbeschreibung und Kaltinbetriebnahme der Anlage AP 6 - Betrieb der Anlage, wissenschaftliche Begleitung AP 7 - 'Lessons learnt' und Dokumentation.
Das Projekt "High Performance Solar 2 - Errichtung einer Testinfrastruktur für Flüssigsalz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Solarforschung (SF), Standort Stuttgart durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist es auf dem in dem HPS-Projekt fertiggestellten Teilaufbau die Flüssigsalzdemonstrationsanlage soweit zu ertüchtigen, dass eine Infrastruktur geschaffen wird. Die Infrastruktur wird in Évora, Portugal, aufgebaut. Die Infrastruktur dient dann als Basis weiterer Industrieforschungsprojekte, d.h. die deutsche Industrie erhält damit die Möglichkeit ihre Komponenten vor Ort aufzubauen, testen und qualifizieren zu können. Das HPS2-Infrastruktur-Projekt fußt auf dem HPS-Projekt, das aufgrund des Ausstiegs der Siemens AG nicht zu einem erfolgreichen Ende geführt werden konnte. Dem DLR obliegt die Gesamtkoordination des Projektes. Neben der Überwachung der Einhaltung der inhaltlichen und zeitlichen Projektplanung gehören dazu insbesondere die Vergabe von Unteraufträgen zur Komplettierung des Wasser-Dampf-Kreislaufs und des Salzsystems sowie Elektrotechnischer Infrastruktur, die Baustellenleitung vor Ort und die Koordination der Gesamtdokumentation des Projektes.
Das Projekt "Teilvorhaben: Design des Solarfeld-Beheizungssystems und Aufbau der Kabeltechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von eltherm production GmbH durchgeführt. Das strategische Ziel des Vorhabens ist es, einen deutschen/internationalen Kompetenzpool auf dem Gebiet der Parabolrinnenkraftwerke, die mit dem Wärmeträgermedium Salzschmelze betrieben werden, aufzubauen, der mittelfristig in die Lage versetzt wird, kommerzielle Kraftwerke auf diesem Gebiet anzubieten. Das größte Potential, den Wirkungsgrad und damit die Wirtschaftlichkeit solarthermischer Kraftwerke zu verbessern, liegt in der Steigerung der Prozesstemperatur und der Speicherung von Energie. Hierbei werden Salzschmelzen als Wärmeträgermedien großes Potential zugeschrieben. Weiterhin erlauben die Salze eine direkte Speicherung. Die Stromerzeugung wird somit den Anforderungen von Netzbetreibern für eine bedarfsgerechte Einspeisung gerecht. Beim Einsatz von Flüssigsalz entstehen neue Herausforderungen für die eingesetzten Gewerke (bspw. Erstarrungsproblematik, Korrosion, uvm). Im Projekt werden diesen Herausforderungen technische Lösungen entgegengesetzt, entwickelt und auf der Plattform aufgebaut. Im Projekt wird die betriebssichere Anwendung der Lösungen in einer Gesamtanlage nachgewiesen und demonstriert. Das HPS2-Industrieprojekt fußt auf dem HPS2-Infrastrukturprojekt. Das neue Industriekonsortium wird die bisher geleisteten Arbeiten wieder aufnehmen und gemeinsam zu Ende führen. AP 1 - Salze und Salzverfahrenstechnik AP 2 - Design und Aufbau des HelioTrough Solarfelds AP 3 - Design des Solarfeld- Beheizungssystems und Aufbau der Kabeltechnik AP 4 - Fertigstellung des Dampferzeugersystems AP 5 - Funktionsbeschreibung und Kaltinbetriebnahme der Anlage AP 6 - Betrieb der Anlage, wissenschaftliche Begleitung AP 7 - 'Lessons learnt' und Dokumentation.
Das Projekt "Teilvorhaben: Koordination, Baustellen- und Betriebsleitung vor Ort" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Solarforschung (SF), Standort Stuttgart durchgeführt. Das strategische Ziel des Vorhabens ist es, einen deutschen/internationalen Kompetenzpool auf dem Gebiet der Parabolrinnenkraftwerke, die mit dem Wärmeträgermedium Salzschmelze betrieben werden, aufzubauen, der mittelfristig in die Lage versetzt wird, kommerzielle Kraftwerke auf diesem Gebiet anzubieten. Das größte Potential, den Wirkungsgrad und damit die Wirtschaftlichkeit solarthermischer Kraftwerke zu verbessern, liegt in der Steigerung der Prozesstemperatur und der Speicherung von Energie. Hierbei werden Salzschmelzen als Wärmeträgermedien großes Potential zugeschrieben. Weiterhin erlauben die Salze eine direkte Speicherung. Die Stromerzeugung wird somit den Anforderungen von Netzbetreibern für eine bedarfsgerechte Einspeisung gerecht. Beim Einsatz von Flüssigsalz entstehen neue Herausforderungen für die eingesetzten Gewerke (bspw. Erstarrungsproblematik, Korrosion, uvm.). Im Projekt werden diesen Herausforderungen technische Lösungen entgegengesetzt, entwickelt und auf der Plattform aufgebaut. Im Projekt wird die betriebssichere Anwendung der Lösungen in einer Gesamtanlage nachgewiesen und demonstriert. Das HPS2-Industrieprojekt fußt auf dem HPS2-Infrastrukturprojekt. Das neue Industriekonsortium wird die bisher geleisteten Arbeiten wieder aufnehmen und gemeinsam zu Ende führen. AP 1 - Salze und Salzverfahrenstechnik AP 2 - Design und Aufbau des HelioTrough Solarfelds AP 3 - Design des Solarfeld- Beheizungssystems und Aufbau der Kabeltechnik AP 4 - Fertigstellung des Dampferzeugersystems AP 5 - Funktionsbeschreibung und Kaltinbetriebnahme der Anlage AP 6 - Betrieb der Anlage, wissenschaftliche Begleitung AP 7 - 'Lessons learnt' und Dokumentation.
Das Projekt "Teilvorhaben: Modellierung, Simulation und Betriebsoptimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Solarforschung (SF), Standort Köln durchgeführt. Ziel des Projekts ist es, den transienten Betrieb von Solarthermischen Turmkraftwerken mit Flüssigsalz als Wärmeträgermedium mit Hilfe von modellbasierten Regelungs- und Betriebsführungsmethoden zu verbessern. Dazu sollen für den Betrieb des befüllten Receivers eine Modellprädiktive Regelung (MPR) und für den Betrieb des Übergangs zwischen unbefülltem und befülltem Receiver ein Betriebsassistenzsystems (BAS) eingesetzt werden. Aufbauend auf den Ergebnissen des Vorläuferprojekts DynaSalt (BMWi, 2014-2016) werden numerische Modelle für den ein- und zweiphasigen Betrieb eines Rohrreceivers mit Salzschmelze entwickelt. Daraus abgeleitet werden reduzierte echtzeitfähige Modelle für die MPR und das BAS. Die Validierung erfolgt stets an den detaillierten Modellen sowie an den Ergebnissen und Messdaten aus dem Vorgängerprojekt DynaSalt. MPR und BAS werden implementiert in das professionelle Software-Framework Intexc vom Projektpartner LeiKon.
Das Projekt "Teilvorhaben: Testanlage und Speicherkonzepte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik durchgeführt. Im Fokus des Projektes steht der Aufbau einer Testanlage, an der Untersuchungen von Speicherkonzepten, Verfahrensabläufen und Flüssigsalz-Komponenten bis 560 C durchgeführt werden können. Im Einzelnen sollen folgende Ziele verfolgt werden: 1. Aufbau der Testanlage 2. Synthese und Analyse neuer Salze zur Schmelzpunkterniedrigung bzw. Erhöhung der Einsatztemperaturo 3. Entwicklung innovativer Speichersysteme 4. Verfahrensentwicklung für den Einsatz von Flüssigsalz als Wärmeträgermedium im Solarfeld 5. Techno-ökonomische Analyse des Einsatzes von Flüssigsalz in solarthermischen Rinnen- und Turmkraftwerken. Die Projektpartner erarbeiten damit das technische Wissen, dass zur wirtschaftlichen Planung von salzbasierten Solarsystemen erforderlich ist. Im vorliegenden Projekt wird das DLR eine Versuchsanlage zur Untersuchung von Flüssigsalzsystemen planen, errichten und betreiben. Gleichzeitig werden durch das DLR innovative Speicherkonzepte entwickelt und erste Prototypen gebaut. Das DLR untersucht verfahrenstechnische Abläufe von salzbasierten Systemen und entwickelt und untersucht innovative Salzschmelzen mit verringerten Schmelztemperaturen oder erhöhter thermischer Stabilität. Zusammen mit dem Verbundpartner Universität Stuttgart wird das Korrosionsverhalten von Konstruktionsmaterialien in Salzschmelzen untersucht. Die Wirtschaftlichkeit von solarthermischen Kraftwerken mit flüssigem Salz als Arbeits- und Speichermedium wird vom DLR durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Regelung des transienten einphasigen Betriebs von Salzschmelzereceivern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehrstuhl und Institut für Regelungstechnik durchgeführt. Ziel dieses Teilvorhabens ist es, eine modellbasierte prädiktive Regelung für den transienten, einphasigen Betrieb von Salzschmelzereceivern zu entwickeln und in der Simulation zu erproben. Aufgabe dieser Regelung ist die Effizienzsteigerung beim Betrieb von Salzschmelzreceivern durch Reduktion der Abschaltzeiten und eine vorrausschauende Betriebsweise, wie beispielsweise bei Wolkendurchgang. Die Herausforderung der Receiver-Regelung besteht darin, zulässige Grenztemperaturen der Salzschmelze am Austritt des Receivers sowie materialbedingte Betriebsgrenzen des Receivers einzuhalten, während die Auslasstemperatur zwecks optimalem Wirkungsgrad jedoch möglichst hoch ausfallen soll. Die Überschreitung solcher Grenzwerte ist in dynamischen Vorgängen, d.h. bei stark wechselnder Strahlungsleistung, häufig die Ursache für Anlagenstopps. Aufgrund der auftretenden, sicherheitsbedingten Anlagenstopps werden die vorhandenen Energiepotentiale zwangsläufig nicht optimal ausgeschöpft. Die in diesem Vorhaben zu entwickelnde Regelung soll genau dieses Potential durch eine vorrausschauende Betriebsweise und eine direkte Berücksichtigung der Betriebsgrenzen mittels Modellwissen ausschöpfen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Dynamische Modellierung und Betriebsassistenzsystem für Salzschmelze-Receiver" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Aachen, Solar-Institut Jülich durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, den transienten Betrieb von Solarthermischen Turmkraftwerken mit Flüssigsalz als Wärmeträgermedium mit Hilfe von modellbasierten Regelungs- und Betriebsführungsmethoden zu verbessern. Dazu entwickelt das Solar-Institut Jülich gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie eine Modellprädiktive Regelung (MPR) für den Betrieb des gefüllten Receivers sowie ein Betriebsassistenzsystem (BAS) für den Betrieb des Übergangs zwischen ungefülltem und gefülltem Receiver. Um das dynamische Verhalten des Receivers abzubilden, werden die in den Projekten DynaSalt und HPMS entwickelten Fluid- und Komponentenmodelle weiterentwickelt. Für die MPR und das BAS werden zudem vereinfachte Modelle erstellt, die es ermöglichen, im laufenden Betrieb eine modellbasierte Prozessprädiktion durchzuführen. Letztlich wird das im Projekt SiBops eingesetzte SWFramework weiterentwickelt und dort die MPR sowie das BAS implementiert und getestet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Korrosionsverhalten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Otto-Graf-Institut, Materialprüfungsanstalt durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Aufklärung der Mechanismen der Korrosion ausgewählter metallischer Werkstoffe in unterschiedlichen als Wärmeträgerfluid nutzbaren Salzschmelzen und die Ermittlung von Abtragsraten bei unterschiedlichen Temperaturen der Schmelze. Zu untersuchende Systeme Werkstoff/Medium werden in dem Hauptprojekt vorgeschlagen. Einflüsse aus Temperaturänderungen (thermische Dehnung), Verunreinigungen der Salze und Aspekte selektiver Korrosion, lokaler Korrosion und rissbildender Prozesse werden dabei mit berücksichtigt. Die Arbeitsplanung sieht folgende Einzelschritte vor: Einrichtung eines Messplatzes zur Durchführung von elektrochemischen Messungen in Salzschmelzen / Aktualisierung der Literaturstudie zur Korrosion in Salzschmelzen / Herstellung von Proben aus den im Projekt vorgesehenen Werkstoffen (einschließlich Proben mit Schweißnaht und vorgespannte Proben) / Durchführung von Versuchen (Langzeitauslagerung) und Messungen zur Aufklärung des Korrosionsmechanismus (Ruhepotential, Stromdichte-Potential-Kurven, Polarisationswiderstand in Abhängigkeit der Werkstoff/Medium-Paarung, der Temperatur, Einfluss zyklischer Temperaturänderungen, Einfluss der Gasatmosphäre) / Auswertung der Proben aus Versuchen des Hauptprojekts (Untersuchung von Deckschichten mittels REM, EDX und Röntgendiffraktometrie, Schliffuntersuchungen).
Das Projekt "Teilvorhaben: Operative Betriebsassistenz für Solarthermische Kraftwerke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LeiKon GmbH durchgeführt. Ziel des Projekts ist es, den transienten Betrieb von Solarthermischen Turmkraftwerken mit Flüssigsalz als Wärmeträgermedium mit Hilfe von modellbasierten Regelungs- und Betriebsführungsmethoden zu verbessern. Dazu sollen für den Betrieb des befüllten Receivers eine Modellprädiktive Regelung (MPR) und für den Betrieb des Übergangs zwischen unbefülltem und befülltem Receiver ein Betriebsassistenzsystem (BAS) eingesetzt werden. In dem hier beschriebenen Teilvorhaben sollen, basierend auf methodischen Arbeiten der Partner DLR, SIJ und der RWTH Aachen, Betriebsassistenzfunktionen und deren prototypische Umsetzung entweder an einer realen Anlage oder auf Basis einer Emulation des Systemverhaltens eines Salzturmkraftwerks entwickelt werden. Die prototypische Umsetzung soll unter Beachtung industrieller Anforderungen an die Prozessstabilität, Systemrobustheit und an die Usability von Benutzeroberflächen erfolgen. Das Betriebsassistenzsystem soll zukunftsgerichtet unter Beachtung von Methoden und Kernkonzepten einer Industrie 4.0 Systemarchitektur entwickelt werden.
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