Solarthermische Hochtemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 569

nicht verdampfte Wasser dieser Strecke wieder zugeführt. Durch diese Rezirkulation wird
verhindert, dass es innerhalb der Verdampferstrecke zu einem Verdampfungsendpunkt
kommt. An einem Verdampfungsendpunkt sinkt durch das Trockenlaufen der Rohrwand
der Wärmeübergangskoeffizient beträchtlich, was zu starken Temperaturgradienten und
damit Materialbelastungen führt. Durch tageszeitliche Einstrahlungsschwankungen kann
ein Wandern des Verdampfungsendpunktes auftreten. Dies führt unter Umständen zu
einer weiteren dynamischen Belastung des Absorberrohrsystems. Je niedriger der Dampf-
massengehalt am Austritt gehalten wird, desto besser ist die Kühlung am Ende des Ab-
schnitts, aber desto höher ist auch die Pumpenleistung der Rezirkulationspumpe.
Wie bei jeder kraftwerkstechnischen Nutzung von Kreisprozessen ist eine möglichst
kontinuierliche Leistungsabgabe auch bei solarthermischen Anlagen anzustreben, um die
Standzeiten des Systems zu erhöhen und eine gewisse Netzsicherheit zu gewährleisten.
Darüber hinaus erfordert die Turbine im Regelfall einen Mindestmassenstrom, damit es in
den Endstufen nicht zu einer Zerstörung durch Tropfenschlag kommt. Auf Grund des va-
riablen Einstrahlungsangebots werden deshalb oft Speicher eingesetzt, wie in der Abb. 7.64
dargestellt. Sie agieren als thermischer Puffer und erlauben einen Ausgleich kurzzeitiger
Schwankungen.
Hinsichtlich der Leistungsregelung von Dampfkraftwerken wird zwischen einer Gleit-
und Festdruckfahrweise unterschieden. In Teillast fällt, bedingt durch den geringeren
Massenstrom nach dem Kegelgesetz von Stodola, der Druckabfall in der Turbine geringer
aus als bei der Nennleistung.
Bei der Gleitdruckfahrweise passt sich der Druck im Verdampfer dem Massenstrom ent-
sprechend an. Bei der Festdruckfahrweise wird unabhängig vom Massenstrom mit einem
konstanten Druck im Verdampfer gefahren. Der bei Teillast verringerte Dampfdruck am
Turbineneintritt wird mittels einer Drosselung realisiert. Aufgrund der Exergieverluste bei
der Drosselung wird in modernen Kraftwerken weitestgehend die Gleitdruckfahrweise
angewandt. (Morin et al. 2004 ) aber weisen nach, dass es bei den für Solarkollektoren in
Frage kommenden Betriebsparametern kaum Wirkungsgradunterschiede zwischen einer
Gleit- und Festdruckfahrweise gibt.
Bei variierenden Druckverhältnissen einer Gleitdruckfahrweise im Kollektor kommt
es zu variierenden Enthalpiedifferenzen zwischen Kollektorein- und Kollektoraustritt der
einzelnen Abschnitte. Dadurch verändern sich auch bei fester Einteilung die erzielbaren
Massenströme der einzelnen Abschnitte. Da aber der geringste Massenstrom den Gesamt-
massenstrom bestimmt, muss zur Anpassung ein Teil der Spiegel defokussiert werden. Da-
mit erhöhen sich die Anpassungsverluste durch Defokussierung bei Gleitdruckfahrweise.
Daher wird zumeist ein Festdruckverfahren verwendet. Bei der Kühlung des Kondensators
wird jeweils zwischen Luft- und Durchflusskühlung unterschieden.
Die Art des zu wählenden Dampfprozesses ist abhängig von der Anlagengröße und
dem Anlagentyp. Einfache Dampfprozesse werden oft in kleineren linearfokussierenden
Kraftwerken und Solartürmen eingesetzt, während aufwändige bei großen Solarfarmkraft-
werken Verwendung finden.