Solarthermische Hochtemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 497

Abb. 7.8 Aufbau eines
Parabolrinnenkollektors.
(Foto, (Deutsches Zentrum
für Luft- und Raumfahrt
(DLR) 2008 )
ten, ist die Entwicklung hochtemperaturstabiler Absorber eine große werkstofftechnische
Herausforderung.
Die eindimensional, in Form einer Parabel gekrümmten Spiegel einer Parabolrinne
konzentrieren das Sonnenlicht auf das in der Brennlinie befindliche Absorberrohr. Die
Aperturweite des letzten in den SEGS-Kraftwerken eingesetzten Kollektortyps, dem LS-3,
beträgt ca. 5.76 m. Das Absorberrohr mit einem Durchmesser von 7 cm ist zur Verringe-
rung der Wärmeverluste von einer evakuierten Glasröhre ummantelt. In den SEGS-Kraft-
werken konnte diese Technologie mit einer Gesamtleistung von 354 MW el ihre Tauglich-
keit für den großtechnischen Einsatz unter Beweis stellen. Die technische Verfügbarkeit
der Anlagen liegt mittlerweile bei ca. 98 %. Die Rinnen werden mit Thermoöl bis zu einer
Temperatur von 400 °C betrieben. Eine vielversprechende Weiterentwicklung der LS-3-
Kollektoren ist der Eurotrough (Price et al. 2002 ), mit dem auch die Direktverdampfung
erprobt wurde (Eck and Steinmann 2002 ). Bei der Entwicklung des LS-4-Kollektors wurde
eine Aperturweite von 10.5 m erprobt, die sich auf Grund von zu großen Windlasten nicht
durchsetzen konnte. Die Abb. 7.8 zeigt den Receiveraufbau eines Parabolrinnenkraftwer-
kes mit seinen zentralen Komponenten.
Ein wesentlicher technischer Aspekt aller linienfokussierenden Systeme ist die Ver-
bindung des Rohrleitungsnetzes der Solarempfänger mit denen des Kraftwerks. Durch
die Temperaturunterschiede beim Betrieb der Receiver ergibt sich eine differentielle
Längung des meist metallischen Absorberrohrs gegenüber den Spiegeleinheiten und der
Aufständerung. Da die Längen eines Strangs mehrere hundert Meter betragen können,
wäre ein einzelner Kompensator sehr aufwändig. Daher erfolgt eine Kompensation der
thermischen Dehnung mit Hilfe von Faltenbälgen an jedem Absorberelement. In solar-
thermischen Kraftwerksanlagen wurden Absorbersegmente sowohl mit außenliegenden
wie auch innenliegenden Kompensatoren technisch umgesetzt, wie die Abb. 7.9 a und b
zeigen. Ähnliche Verbindungselemente werden auch bei direkt verdampfenden Systemen
mit Prozessdrücken von bis zu 10 MPa und 550 °C entwickelt. Eine der Herausforderun-
gen bei Betrieb mit Thermoölen ist die Wasserstofferzeugung durch thermische Zerset-