Vakuum-Receiverrohre für die Solarthermie (580,1 KiB)

AUTOMATION ⋅ LASER ⋅ ECM ⋅ PRODUCTION
VacuSol
Optimierte Vakuum-Receiverrohre für die Solarthermie
Laufzeit:
04.05.2015 bis
30.11.2016
Partner:
Fraunhofer IWS
Kennz.:
SAB 100225313
Problemlage
Solarthermische Kraftwerke konzentrieren mit Hilfe von Spiegeln Sonnenenergie und geben diese an
ein Wärmeträgermedium ab (Concentrating Solar Power – CSP). Die so gewonnene Wärmeenergie wird
entweder direkt als Prozesswärme eingesetzt oder sie wird zur Erzeugung großer Mengen an Wasserdampf genutzt, mit dem eine konventionelle Dampfturbinen- und Generatoreinheit elektrischen Strom
erzeugt. Parabolrinnenkollektoren sind im Großmaßstab Stand der Technik. Im Gegensatz dazu können
dezentrale konzentrierende solarthermische Kraftwerke genutzt werden, um bedarfsgerecht Energie
bereitzustellen. Für Lebensmittelbetriebe, Großwäschereien, Zement- oder Papierfabriken, aber auch
Hotelanlagen und viele andere Endverbraucher können solarthermische Anlagen Prozesswärme oder
Dampf deutlich kostengünstiger erzeugen als dies mit fossilen Brennstoffen möglich ist. Dafür müssen
jedoch weitere Entwicklungsleistungen erbracht werden, um den Wirkungsgrad zu steigern und die
Herstellungskosten zu senken.
Ziel des Projektes
Ziel des Vorhabens VacuSol ist der Abschluss der Arbeiten des sehr erfolgversprechend verlaufenen
SAB-Projekts SOLTUBE zur Entwicklung einer innovativen Lösung für die Herstellung leistungs- und
kostenoptimierter Receiverrohre mit verringertem Querschnitt für den Einsatz in kleineren Kraftwerken
zur lokalen Wärme- bzw. Energieerzeugung. Als notwendig erkannte konstruktive und technologische
Veränderungen und Weiterentwicklungen sollen realisiert werden.
Vorgehensweise
Im Mittelpunkt des Gesamtvorhabens standen und stehen die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens
zur kostengünstigen Beschichtung dünner Solarabsorberrohre (Zusammenarbeit mit Fraunhofer IWS)
und die konstruktive sowie technologische Gestaltung des Receiverrohrs als solches. Einen Schwerpunkt stellt die Nutzung der Lasertechnik zum Schneiden, Kalibrieren und Fügen der Hüllrohre aus Borosilikatglas dar. Besonders innovativ ist die Herstellung der Glas-Metall-Verbindung durch den Einsatz
des Lasers in Verbindung mit einem Ofen-Tempern zur Spannungsreduzierung. Ein weiteres wichtiges
Teilziel des vorliegenden Projektes ist die Optimierung der Vakuumerzeugung. Dazu sind in erster Linie
konstruktive Veränderungen am Receiverrohr notwendig. Zusätzlich ist zu untersuchen, um welche
Prozesse und/oder Verfahren die Fertigungsprozesskette zu ergänzen ist, um den Prozessschritt des
Evakuierens selbst zu verkürzen. Des Weiteren werden Möglichkeiten zum Schutz der Endstücke des
Receiverrohrs (Faltenbalg, Hitzeschild usw.) gegen Korrosion untersucht.