06. Aug 2018

Bei einem Freisetzungsversuch an der Prometeo-Testanlage wurde ein geborstenes Rohr simuliert. Durch die Leckage strömte das 420 Grad Celsius heisse Wärmeträgeröl aus, ohne sich dabei zu entzünden. ©Bild: DLR

Sicherheit in Solarkraftwerken: Siliconöl besteht abschliessenden Qualifikationstest

(DLR) In der süd-spanischen Provinz Almería haben Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit internationalen Partnern die Praxistauglichkeit und Funktionalität eines neuen, auf Siliconöl basierten Wärmeträgers demonstriert. Die Nachweise für den sicheren Betrieb des neuen Wärmeträgeröls wurden an der Prometeo Demonstrationsanlage auf der Plataforma Solar de Almería (PSA) erbracht (siehe ee-news.ch vom 10.8.2017 >>).


Bei der Zulassung und Markteinführung neuartiger Wärmeträgermedien für den Betrieb in solarthermischen Parabolrinnenkraftwerken gibt es bislang keine einheitlich anwendbaren Normen oder Regelwerke. Grundsätzlich gilt, dass das Medium hinsichtlich seiner chemischen und thermodynamischen Eigenschaften unabhängig qualifiziert sein muss. Die ebenfalls erforderliche Demonstration eines Wärmeträgeröls unter realistischen Kraftwerksbedingungen erfordert darüber hinaus einen erheblichen grosstechnischen Aufwand.

Wichtiger Punkt: Betriebssicherheit
Ein wichtiger Punkt bei der Entwicklung von Komponenten und Wärmeträgern, die in Solarkraftwerken eingesetzt werden, ist die Betriebssicherheit. In der vergleichsweise neuen Branche solarthermischer Kraftwerke fehlen bislang eindeutige und international anerkannte Verfahren und Standards, denen man im Zuge der Qualifizierung eines neuen Wärmeträgertyps folgen könnte. Der Grund dafür ist, dass fast alle bestehenden Parabolrinnenkraftwerke den identischen Wärmeträgertyp verwenden.

Freisetzungsversuch
Im Rahmen eines eigens von Wacker, DLR und Ciemat (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas) entwickelten Freisetzungsversuchs wurde ein geborstenes Rohr simuliert. Durch die Leckage, simuliert durch ein sehr schnell öffnendes Ventil, strömte das 420 Grad Celsius heisse Wärmeträgeröl aus, ohne sich dabei zu entzünden. Bei dem Versuch wurde ein besonderes Augenmerk auf die voll massstäblichen Bedingungen gelegt, um die Verhältnisse in kommerziell betriebenen Anlagen eins zu eins abzubilden. Grundlage für das Störfallszenario war der schlimmste anzunehmende Versagensfall, der sich bislang ereignet hat. Der gesamte Prozess von der ersten Versuchsidee über den Aufbau bis zur Durchführung wurde vom TÜV Nord geprüft und begleitet.

Der Versuch war einer der letzten Schritte zur vollständigen Qualifikation des Siliconöls Helisol 5A, ein vom Münchner Wacker-Konzern entwickeltes Wärmeträgermedium für Parabolrinnenkraftwerke. Zuvor hatte das Öl bereits bei einem Eignungstest den sogenannten Proof of Concept erfolgreich bestanden, bei dem es über 480 Stunden bei einer Betriebstemperatur von 425 Grad Celsius in der Demonstrationsanlage solar betrieben wurde (in Summe 1100 Stunden Solarbetrieb).

Text: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

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