20. Juli 2021

In dem kürzlich gestarteten Projekt Si-CO wird ein neuer Parabolrinnenkollektor für Wärmeträger auf Siliconöl-Basis entwickelt. Zudem untersuchen Forscherinnen und Forscher, wie sich bestehende Parabolrinnenanlagen auf dieses Wärmeträgermedium umrüsten lassen.

Die meisten kommerziellen Parabolrinnenkraftwerke verwenden bisher Wärmeträgeröle aus Biphenyl und Diphenyloxid. Diese verfügen jedoch über einige Nachteile: Der organische Wärmeträger kann nur bei Temperaturen bis 400 Grad Celsius eingesetzt werden und begrenzt somit den Wirkungsgrad eines solarthermischen Kraftwerks. Zudem bilden sich im Laufe des Betriebs toxische Stoffe, die regelmäßig abgetrennt und entsorgt werden müssen. Neben giftigem Phenol entsteht auch Benzol, dessen krebserregende Wirkung beim Menschen nachgewiesen ist. Darüber hinaus altert der Wärmeträger infolge des Betriebs bei seiner maximalen Betriebstemperatur verhältnismäßig schnell und fördert so die Freisetzung von Wasserstoff. Dieser dringt bei Betriebstemperatur durch die Absorberrohre in die Vakuumisolierung der Receiver ein, erhöht die Wärmeverluste und reduziert so den Ertrag des gesamten Kraftwerks.

Siliconöl-basierte Wärmeträger bieten Vorteile

Siliconöl-basierte Wärmeträger, beispielsweise HELISOL® XLP sind eine vielversprechende Wärmeträgeralternative, um höhere Wirkungsgrade und geringere Stromerzeugungskosten mit solarthermischen Kraftwerken zu erzielen. Hier setzt das Forschungsvorhaben Si-CO an, kurz für „Hochleistungs-Parabolrinnenkollektor und innovatives Silicon-Wärmeträgeröl für CSP Anwendungen“. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vermessen und bewerten den von den Industriepartnern Acciona und Tewer zu entwickelnden Kollektor, der speziell an die Eigenschaften des neuen Siliconöl-basierten Wärmeträgers HELISOL® XLP angepasst ist. Das neue Kollektordesign verfügt über eine größere effektive Spiegeloberfläche im Vergleich zu momentan verwendeten Kollektoren. Darüber hinaus untersuchen sie -  zunächst im Labor und unter Betriebsbedingungen - wie der Wärmeträger auch in kommerziellen Großanlagen unter wirtschaftlichen und technischen Aspekten vollständig ausgetauscht und zuverlässig betrieben werden kann.

HELISOL® XLP kann bei Temperaturen bis 430 Grad Celsius dauerhaft eingesetzt werden und bleibt auch bei Temperaturen bis zu minus 40 Grad Celsius flüssig. Deshalb entfällt die übliche Begleitheizung, um das „Einfrieren“ des Wärmeträgers zu vermeiden. Darüber hinaus setzt dieser Wärmeträger signifikant weniger Wasserstoff frei und bildet kein Phenol und Benzol. Aufgrund all dieser positiven Eigenschaften verbessern sich Umweltverträglichkeit, Arbeitssicherheit und Wirkungsgrad gegenüber Kraftwerken, die mit konventionellen Wärmeträgern betrieben werden. Die Kosten für die Stromerzeugung sinken.

CSP-ERANET bündelt Forschungsaktivitäten

Das Forschungsprojekt Si-CO ist Bestandteil des europäischen Verbunds CSP ERANET. Dieses zielt darauf ab, den Wirkungsgrad solarthermischer Kraftwerke zu steigern und gleichzeitig die Kosten zu reduzieren. Es bündelt die Forschungsaktivitäten von Wissenschaftsteams aus elf EU-Mitgliedsstaaten und Regionen sowie assoziierten Ländern. (mm)

Kontakt

Christoph Hilgert
DLR Solarforschung
Linder Höhe
51147 Köln

+49(0)2203-601-4162

www.dlr.de
Bei EnArgus, dem zentralen Informationssystem zur Energieforschungsförderung, befindet sich unter anderem eine Datenbank mit sämtlichen Energieforschungsprojekten – darunter auch dieses Projekt.