Systemaspekte zur kombinierten Strom- und Kälteerzeugung mit Parabolrinnen

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1 Systemaspekte zur kombinierten Strom- und Kälteerzeugung mit Parabolrinnen Dipl.-Ing. Klaus Hennecke Hintergrund Systemüberlegungen Folie 1 > Solarforschung im DLR Solarforschung Konzentrierende Solarsysteme für Strom-, Wärme- und Brennstofferzeugung Mission: Entwicklung konzentrierender Solartechnologien für eine nachhaltige Energieversorgung Ziele: Kurzfristig: Bereitstellung von F&E-Leistungen für die deutsche Industrie zur Unterstützung der Markteinführung konzentrierender Solarsysteme Mittelfristig: Technologieentwicklung zur Senkung der Stromgestehungskosten, um breitere Marktdurchdringung zu erreichen Langfristig: Erschließung von Optionen für Langzeitspeicherung und Transport durch kostengünstige Erzeugung solarer Brennstoffe Folie 2 > Solarforschung im DLR

2 Konzentrierende Solartechnologien Dish-Stirling Solar Power Tower Parabolic Trough Linear-Fresnel Folie 3 > Solarforschung im DLR Direkte Dampferzeugung für solarthermische Kraftwerke 10-15% LEC Reduktionspotenzial über 8000 Std. Betriebserfahrung mit PSA DISS Testfacility Nächster Schritt: 5 MWe Pilotanlage Folie 4 > Solarforschung im DLR

3 Solare Prozessdampferzeugung Verfahren im 80 kw Maßstab an der umgerüsteten SOPRAN Anlage am DLR Standort Köln Porz mit bis zu 10 bar / 180 C demonstriert Folie 5 > Solarforschung im DLR Teststand Kleinkollektoren Wärmeträger: Wasser Max. 212 C, 20 bar 18 kw th Hubplattform 36 m² Messung mit kollektoreigener Nachführung In Anlehnung an EN Folie 6 > Solarforschung im DLR

4 Studie: Dampfstrahlkälteerzeugung Kondensator Kühlwasser 27 C Solarrinnenkollektor Treibdampf 200 C, 13 bar ü Dampfstrahlverdichter 30 C 12 C Kaltwasser Verdampfer 6 C, 9 mbar Mischkondensator 35 C, 55 mbar 6 C Kondensat Partner: FhG UMSICHT, DLR, GEA, Förderung: AG-Solar NRW Laufzeit: 10/2001 6/2002 DLR: - Auslegung DSG Solarfeld - Jahressimulationen mit TRNSYS Folie 7 > Solarforschung im DLR Wärme- und Kälteerzeugung für Hotels Prozesswärmekollektor PTC 1800 der Firma Solitem Folie 8 > Solarforschung im DLR

5 Anlagenschema Parabolrinnen Kollektorfeld Wärme Speicher (Heißwasser 180 C) Dampf Erzeuger Dampfverteiler Dampf Dampf AKM Hotel Komplex Wäscherei, Raumwärme, Küche, etc. Vorhandener Dampfkessel Kaltwasser System Klimatisierung Folie 9 > Solarforschung im DLR Systemauslegung m COP = 0,75 Erforderliche Kollektorfläche COP-Werte 216 COP = 1,40 0 Single effect absorption chiller Double effect absorption chiller Simulationsergebnisse: 1- und 2-stufige Kältemaschine Folie 10 > Solarforschung im DLR

6 TUI: Iberotel Sarigerme Park Einweihung 20. April 2004 Kollektorfeld mit 180 m² Aperturfläche Kollektorwärme für Klimatisierung und Warmwasser Temperaturen 150 C Eintritt Kollektor 180 C Austritt Kollektor Folie 11 > Solarforschung im DLR EU - REACt Project REACt: Self-sufficient Renewable Energy Air-Conditioning system for Mediterranean countries Partners: DLR: Systemintegration, Test und Optimierung einer Einstufigen AKM mit direktverdampfendem Kollektorfeld Duration: 1/2006 6/2009 Funded by the European Union Folie 12 > Solarforschung im DLR

7 Assembly of chiller Layout Folie 13 > Solarforschung im DLR Assembly of chiller Connection to Balance of Plant Folie 14 > Solarforschung im DLR

8 Solare Kraft- (Wärme-) Kältekopplung mit Parabolrinnenkollektoren Separator Turbine G Abwärme Absorptionskältemaschine Kollektorfeld Kondensator Kaltwasserkreislauf Folie 15 > Solarforschung im DLR Carnotwirkungsgrad in Abhängigkeit der oberen Prozesstemperatur und unteren Prozesstemperatur Prozesswärmekollektoren 0,60 Kraftwerkskollektoren 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 Tkond80 c Tkond100 C Tkond140 c Tkond160 C Tkond20 C Tkond40 C 0, Ein- oder zweistufige Absorptionskältemaschine? Was kostet die höhere Antriebstemperatur? Folie 16 > Solarforschung im DLR

9 Zusammenhang zwischen Elektrischer bzw. Kälteleistung und Temperaturniveaus von Wärmezufuhr und Kondensation 120,0 El. bzw. Kälteleistung (%) 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 Pel(Tkond40) Pel(Tkond100) Pcool(Tkond100) Pel(Tkond160) Pcool(Tkond160) 0, Temperaturniveau Wärmezufuhr [ C] Bei hohem Temperaturniveau ggf. Kälteerzeugung mit Abzapfdampf (Flexibler Betrieb und erhöhte Stromerzeugung) Folie 17 > Solarforschung im DLR

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