AET (Subject) / Solarthermie (Lesson)

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• Wie verändert die Erdatmosphäre die Intensität der Sonne. Nenne die drei ausschlaggebenden Prozesse Absorption von Licht and Molekülen und Aerosolen Streuung an Aerosolen (Mie-Streuung) Aerosoldurchmesser entspricht in etwa der Wellenlänge der Strahlung Streuung an Molekülen (Rayleigh-Streuung) -Moleküldurchmesser klein im Vergleich zur Wellenlänge der Strahlung
• In welche Bereiche können Solarkollektoren eingeteilt werden und wovon hängt ihr Wirkungsgrad ab? Aufteilung nach der Konzentration der Strahlung: Je höher die Konzentration der Solarstrahlung, desto höhere Temperaturen können erreicht werden. Systeme ohne Konzentration (bzw. geringe Konzentrationsfaktoren)Anwendung: Niedertemperaturwärme Flachkollektor; Vakuumröhrenkollektor Linienfokussierende Systeme: Parabolrinne; Fresnel KollektorAnwendung: Mitteltemperaturwärme; Stromproduktion (Dampfturbine) Punktfokussierende Systeme: DishKollektorSolarturmAnwendung: HochtemperaturwärmeStromproduktion (Gasturbine möglich)
• Funktionsweise eines Flachkollektors Flachkollektoren bestehen aus einem Absorber, einem Gehäuse, Wärmedämmung und einer transparenten Abdeckung. Die Abdeckung transmittiert hauptsächlich Strahlung im kurzwelligwen Bereich (direkte Sonneneinstrahlung). Ist für die langwellige Ausstrahlung des Absobers jedoch weniger durchlässig. Der entstehende Treibhauseffekt erhöht den Wirkungsgrad des Prozesses. Gutes Preis-Leistungsverhältnis
• Funktionsweise einen Röhrenkollektors Vor- und Nachteile zum Flachkollektor Ein Wärmeträgerrohr wird von einem Absorber umgeben und befindet sich in einer doppelwändigen Glasröhre, wobei die innere eine selektive Beschichtung trägt. Bessere Wirkungsgrade als Flachkollektoren, jedoch auch teurer.
• Nenne 5 Technologien der solarthermischen Stromerzeugung Parabolrinnenkraftwerk Solartoweranlage Stirling Dishanlage Aufwindkraftwerk Abwindkraftwerk
• Funktionsweise eines Parabolrinnenkraftwerk -Sonnenstrahlung trifft auf Parabolspiegel und wird in der Brennlinie fokussiert-Energieübertragung auf das durch das Absorberrohr fließende Wärmeträgerfluid Meist mit einachsiger Nachführung-Zweiachsige Nachführung möglich, aber teurer und kaum Wirkungsgradverbesserung
• Was sind Vor- und Nachteile der direkten Dampferzeugung bei der Parabolrinne? Vorteile:Geringe Kosten des Wärmeträgerfluids-Kein zusätzlicher WärmeübertragernotwendigProbleme:-Hohe Absorberrohrtemperaturenim überhitzen Bereich-Schwankender Verdampfungsendpunkt bei schwankender solaren Einstrahlung-Temperaturgradienten im 2 Phasengebiet
• Bei welchen geographischen Breiten sollten Rundumfelder der Heliostaten bei Solartoweranlagen verwendet werden? 0,10,20,90
• Welche verluste treten bei Solartoweranlagen auf? Spiegelfeldverluste Receiververluste Rohrleitungsverluste Eigenbedarf des Kraftwerks
• Woraus setzen sich Spiegelfeldverluste zusammen? Windbelastung an Holiostaten und Turm: Durch die große Angriffsfläche der Holiostaten kann eine große Windlast auf sie wirken. Es kann zu Verformungend der Holiostatenfläche und damit Ablenkung der gebündelten Strahlung kommen. Auch der Turm kann durch hohe Windlast ausgelent werden. Kosinusverluste Die Holiostaten werden so ausgerichtet, dass das projezierte Licht bei jedem Sonnenstand auf den Solarturm trifft (meistensschräg ausgestellt). Die effektive Spiegellänge ist somit kleiner als die geometrische Spiegellänge Rexlektionsverlust Ein Teil der Strahlung wird von den Holiostaten absorbiert Oberflächenfehler Nachführungsungenauigkeiten Soll-Ausrichtung weist von Ist-Ausrichtung ab Blocken und Abschatten Holiostatenausfall
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• Funktionsweise des Paraboloidkraftwerks Konzentration der Solarstrahlung durch schüsselförmigen Spiegel-Im Brennpunkt Absorber mit Sirlingmotor-Modulare Bauweise möglich-Geeignet für Inselbetrieb in netzfernen Regionen-Für großtechnische Anlagen zu teuer
• Welche thermischen Speicherarten gibt es? Überblick über thermische Speicher-Speicher sensibler Wärme-Flüssiges Speichermedium-Festes Speichermedium-Latentwärmespeicher-Thermochemische Speicher

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