Parabolrinnenkraftwerk < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 14:28 So 23.11.2014 | | Autor: | David15 |
Hallo zusammen!
Ich habe kürzlich gelesen, dass sich die thermische Leistungsfähigkeit eines Parabolrinnenkraftwerkes während der Mittagszeit durch einen kleinen Einbruch charakterisiert. Während der Wirkungsgrad gegen 09.00 Uhr und 17.00 Uhr den Maximalwert von rund 60% erreicht, beträgt dieser gegen 13.00 Uhr nur etwa 56%, obwohl die direkte Einstrahlung um diese Zeit ihren Maximalwert erreicht.
Ich würde nun gerne genau verstehen, warum dieser Effekt, der offenbar auch "Mittagsloch" genannt wird, auftritt. Sicherlich hat dies etwas mit der Positionierung des Kraftwerkes und der Drehung der Erde um die Sonne zu tun. Vielleicht könnte mir das jemand etwas genauer erklären. Vielen Dank im Voraus.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 15:18 So 23.11.2014 | | Autor: | Infinit |
Hallo David15,
zu den Zahlen direkt kann ich nicht viel kommentieren, man findet im Web auch ganz andere Angaben zum Wirkungsgrad solch eines Kraftwerks.
Von der Idee her jedoch sollte man sich vor Augen halten, dass die Sonnenstrahlen so in die Parabolidrinne einstrahlen sollten, dass sie im Brennpunkt, der bei einer Röhre zu einer Brennlinie entartet, möglichst gut gebündelt werden. Da der Sonnenstand jedoch vom Breitengrad sowie auch von der Tageszeit abhängt, müsste man die Parabolrinne nachsteuerbar machen, was ihre Lage zum aktuellen Sonnenstand angeht, damit verliert man aber natürlich wieder Energie bzw. muss diese getrennt aufbringen. Insofern wählt man die Lage der Parabolrinne einfach so, dass der Verlust über den Tag betrachtet minimal wird, was, wie gesagt, auch vom Aufstellungsort abhängt. So einen Verlust nimmt man dann gerne in Kauf in Hinblick auf die Einfachheit und Robustheit der Anlage. Mehr steckt da eigentlich nicht dahinter.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:49 So 23.11.2014 | | Autor: | David15 |
Vielen Dank für dir schnelle Antwort.
Nach deiner Erklärung würde ich demnach vermuten, dass man die Längsachse des Kraftwerkes in Nord-Süd-Richtung legt, sodass die Sonnenstrahlung morgens (aus Ost-Richtung) und abends (aus West-Richtung) senkrecht auf die gesamte Länge des Kraftwerkes trifft. Steht die Sonne mittags im Süden, wäre die "Angriffsfläche" der Sonneneinstrahlung auf das Kraftwerk deutlich kleiner, da die Strahlung nur noch auf die Breite (und nicht mehr auf die Länge) des Kraftwerkes trifft. Durch diese Positionierung wäre dann also der Aufwand, das Kraftwerk der Sonne nachzuführen, minimal. Kann man sich das so erklären?
Zum Vergleich: Wie würde die thermische Leistungsfähigkeit eines Parabolspiegelkraftwerkes (Bündelung der Strahlung in einem Punkt) aussehen? Hier würde dieser Effekt nicht auftreten, oder?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:09 So 23.11.2014 | | Autor: | Infinit |
Hallo David15,
ja, Deine Überlegungen sind soweit okay. Bei der Energiekonzentration in einem Punkt, so wie Du es ansprichst, hat man natürlich nur eine kleine Wirkungsfläche und damit kann man keine große Energieausbeute erzielen.
Wenn Du jedoch an einen Solarturm denkst, sieht die Sache schon wieder etwas besser aus, allerdings sollte man dabei auch berücksichtigen, dass die Parabolspiegel bei so einer Solarturmanlage auch nachgeführt werden und somit Energie benötigen.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:26 So 23.11.2014 | | Autor: | David15 |
Nochmals danke für deine Erklärung.
Wenn ich mir die Kurve der thermischen Leistungsfähigkeit des Parabolrinnenkraftwerkes nochmal ansehe fällt mir noch ein weiteres Merkmal auf:
Die Kurve steigt so gegen 06.00 Uhr morgens monoton wachsend an, hat aber dann gegen 07.00 Uhr einen kleinen Zacken bzw. Einbruch von etwa 4 bis 5% im Wirkungsgrad. Danach steigt die Kurve wieder monoton wachsend bis zum Maximum von etwa 60% gegen 09.00 Uhr.
Dann tritt, wie bereits besprochen, um die Mittagszeit einer kleiner Einbruch auf etwa 56% ein, ehe die Kurve gegen 17.00 Uhr wieder ihren Maximalwert von 60% erreicht.
In Analogie zu den Morgenstunden verläuft die Kurve in den Abendstunden monoton sinkend. Aber auch in den Abendstunden tritt gegen 19.00 Uhr wieder ein Zacken auf, d.h. die Kurve steigt plötzlich gegen 19.00 Uhr im Wirkungsgrad nochmal deutlich an und fällt dann wieder relativ plötzlich auf 0% um etwa 20.00 Uhr herab.
Da diese Zacken doch recht markant sind, würde mich nun noch interessieren, wie sich diese Zacken erklären lassen, die morgens bzw. abends, vor bzw. nach dem Maximum auftreten. Ich hoffe es ist klar geworden, was ich meine.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:46 So 23.11.2014 | | Autor: | Infinit |
Hallo David15,
hast Du mal einen Verweis auf solch eine Kurve? Ich kann mir nicht vorstellen, dass so ein Zacken systembedingt ist, eher könnte es etwas mit der speziellen Bauweise der Anlage zu tun haben.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:03 So 23.11.2014 | | Autor: | David15 |
Ja, die Kurve findest du ![[]](/images/popup.gif) hier auf Seite 3 in Abbildung 3 (blaue Kurve).
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:02 So 23.11.2014 | | Autor: | Infinit |
Hallo David15,
Zunächst einmal denkt man, dass es sich hier um einen Tagesverlauf handelt, aber die Unterschrift macht deutlich, dass es sich um gemittelte Werte über den Juli 97 handelt. Ich wette, dass Dir keiner erlären kann, wo diese Dellen in der Effizienz herkommen. Die Tendenz ist jedoch sichtbar und dies ist kein Wunder für ein Kraftwerk in Südkalifornien. Die Einstrahlung nimmt morgens zu, erreicht mittags ihr Maximum und nimmt gegen Abend hin wieder ab. Diese rote Kurve ist ziemlich glatt, wobei auch sie ja wohl über einen Monat gemittelt wurde. Die Dellen in der blauen Effizienzkurve sollten nicht von der Definiton der Effizienz herkommen (obwohl auch dies sein könnte), sondern sie dürften mit dem Betrieb der Anlage zusammenhängen. Eventuell finden zu diesen Zeitpunkten Reparatur- und Wartungsarbeiten ab, für die die Anlage etwas zurückgefahren wird und somit verschlechtert sich die Effizienz. Das sind jetzt aber nur Vermutungen von mir und ich glaube kaum, dass man nach 17 Jahren dazu noch Näheres feststellen kann.
Viele Grüße,
Infinit
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