Simulation, Entwicklung und Prüfung von Miteltemperaturkollektoren

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Abstract

Um die zukunftsträchtigen Märkte solares Kühlen, Prozesswärme sowie Nah- und Fernwärmeeinspeisung wirtschaftlich sinnvoll erschließen zu können, sind u.a. bessere Mitteltemperaturkollektoren (100 - 250°C) notwendig. Obwohl Österreich bei Niedertemperaturkollektoren führend ist, gibt es nur wenige heimische Versuche diesen Markt zu erschließen. In diesem Beitrag wird die Entwicklung von dafür notwendigen Methoden, Testmöglichkeiten und Normen vorgestellt und deren Anwendung auf neue Mitteltemperaturkollektorentwicklungen demonstriert. Um wirtschaftlich und technisch sinnvolle Mitteltemperaturkollektoren entwickeln zu können, sind eine Reihe von neuen wissenschaftlichen Methoden notwendig. Insbesondere gibt es für nicht-flache Kollektorgeometrien keine gültigen empirischen Wärmeübergangsrelationen [1], wodurch eine korrekte Analyse der Wärmeverluste nur mehr mittels Computersimulationen möglich ist. Bisherige Versuche beschränkten sich auf eine separate optische Geometrieoptimierung (Ray-Tracing) und an-schließende thermische Verlustanalyse (Computational Fluid Dynamics) [2][3]. Am AIT wurden nun beide Methoden in einem einzigen virtuellen Kollektormodell vereinigt, welche nun erstmals physikalisch korrekte, gekoppelte Simulationen erlaubt. Dieses virtuelle Kollektormodell wird vorgestellt und anhand von Beispielen gezeigt, wie damit Mitteltemperaturkollektoren designed und optimiert werden können. Ein zusätzliches Hindernis für die Entwicklung von Mitteltemperaturkollektoren war bisher das Fehlen eines entsprechenden Leistungsprüfstandes, der den entsprechenden Temperaturbereich abdeckt. Ein solcher ist seit 2011 am AIT verfügbar und wird für akkreditierte Prüfungen eingesetzt. Unumgänglich für eine breite Marktdurchdringung und Qualitätssicherung zukünftiger Produkte sind entsprechende Normen für sowohl Zuverlässigkeits- als auch Leistungstests von Mitteltemperaturkollektoren. Das AIT arbeitet im europäischen Forschungsprojekt QAIST sowie im IEA SHC Task 43 u. a. an deren Erarbeitung. In diesem Beitrag werden die nationalen und internationalen Entwicklungen in diesem Bereich zusammengefasst.
Original languageGerman
Title of host publicationProceedings Gleisdorf Solar 2012
Number of pages9
Publication statusPublished - 2012
EventGleisdorf Solar 2012 -
Duration: 12 Sept 201214 Sept 2012

Conference

ConferenceGleisdorf Solar 2012
Period12/09/1214/09/12

Research Field

  • Former Research Field - Energy

Keywords

  • RHC

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