Zeitschrift für Grundlagen erneuerbarer Energien und Anwendungen
Offener Zugang

Abstrakt

Untersuchung zur Exergieleistung eines zentralen Receiverkraftwerkes

Ramadan Ali Abdiwe und Markus Haider

Das vorliegende Dokument beschreibt die Exergieanalyse eines Kraftwerks mit zentralem Receiversystem (CRS). Das Kraftwerk besteht aus tausend Heliostaten mit einer Fläche von jeweils 130 m², einem externen Receiver mit einer Fläche von 59 m² und einer Höhe von 70 m, einem Dampferzeuger, zwei Dampfturbinen mit einem dazwischenliegenden Nacherhitzer, zwei Speisewassererhitzern und einem Kondensator. Die Software EBSILON®Professional wurde verwendet, um die Exergieeffizienz und die Irreversibilität in jeder Komponente des Kraftwerks zu ermitteln und die Ursachen und Stellen der thermodynamischen Unvollkommenheit zu ermitteln. Das Modell analysierte und testete die Auswirkungen von zwei Konstruktionsparametern, darunter die direkte Normalstrahlung (DNI) und die Auslasstemperatur des Wärmeträgerfluids (HTF), auf die Exergieleistung. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, dass bei einem konstanten DNI der maximale Exergieverlust am Receiver auftritt, gefolgt vom Heliostatenfeld, und dass der Leistungszyklus den geringsten Exergieverlust aufweist. Die Erhöhung des DNI wirkt sich negativ auf die Exergieeffizienz des Gesamtsystems aus. Die Variation der Auslasstemperatur des HTF wirkt sich auf die Exergieleistung des Empfängersubsystems sowie des Gesamtsystems aus. Die Erhöhung der Auslasstemperatur von 450 °C auf 600 °C führt zu einer Erhöhung der Exergieeffizienz des Empfängers auf etwa 5 % und einer Erhöhung der Exergieeffizienz des Gesamtsystems auf etwa 1 %.