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: 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: 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.