Effizienzsteigerung bei Parabolrinnenkraftwerken durch den Einsatz von Orthogonalkonzentratoren

Abstract

Um Klimaerwärmung und ihre Folgen sowie die Abhängigkeit von importierten fossilen Rohstoffen zu verringern, ist es unerlässlich, auch in der Elektrizitätswirtschaft fossile durch erneuerbare Energien zu ersetzen. Zurzeit befinden sich verschiedene Technologien für Erzeugung von den erneuerbaren Energien. Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit einer erneuerbaren Technologie zur Stromerzeugung:<br />Konzentrierenden Solarthermischen Kraftwerken, die Sonnenenergie mit Parabolspiegeln konzentrieren und in Elektrizität (und Wärme) umwandeln.<br />Die Parabolrinnenkraftwerke existieren seit über 25 Jahren und sie wurden laufend optimiert, um den Wirkungsgrad der gesamten Anlage zu erhöhen. Jede weitere Optimierungsmaßnahme wirkt nahezu direkt den elektrischen Wirkungsgrad. Diese Arbeit richtet sich dem Einsatz von Sekundärspiegeln, um zur Wärmegewinnung einen extra Beitrag zu leisten.<br />Somit kann der Parabolspiegel effizienter benutzt und der optische, thermische und anschließend elektrische Wirkungsgrad erhöht werden. Um den Stand der Technologie zu ermitteln, wurde eine umfassende Literaturrecherche basierend auf verfügbaren Studien und Informationen zu realisierten Projekten/Kraftwerken durchgeführt und die gefundenen Daten analysiert. Danach werden die Sekundärspiegel konzipiert, entworfen und der Beitrag zur optischen Wirkungsgrad berechnet und simuliert. Derzeit sind solarthermische Kraftwerke nur mittels finanzieller Unterstützung wirtschaftlich betreibbar, durch Massenfertigung, Kapazitätsvergrößerung der Kraftwerke und weitere technische Forschungen könnten jedoch schon bis 2020 große Kostensenkungen möglich sein.<br />Günstigere hybride Kraftwerke könnten die Markteinführung beschleunigen.<br />Mit dem Einsatz von direktverdampfenden Parabolrinnen in Solarkraftwerken wird in Zukunft ein weiterer Kostensenkungssprung erwartet, da der Ertrag aufgrund der höheren Dampfparameter und den daraus resultierenden höheren Wirkungsgraden gesteigert werden kann.<br />