Theoretische Betrachtung und experimentelle Untersuchung von Aufwindkraftwerken

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

Abstract

Ein Aufwindkraftwerk besteht im Wesentlichen aus den Komponenten Kollektor, Turbine und Kaminturm. Die Sonnenstrahlung dringt durch das Kollektordach und erwärmt die darunterliegende Luft mittels Treibhauseffekt. Als Alternative zur Sonnenstrahlung kann eine externe Wärmequelle, oder die Restwärme von Abluft genutzt werden. Die erwärmte Luft steigt im Kaminturm aufgrund des Kamineffekts auf und treibt dabei eine oder mehrere Turbinen an. Ein Vorteil von Aufwindkraftwerken ist die einfache Bauweise des Kaminturms. Um diesen Kraftwerktyp wirtschaftlich zu betreiben sind eine große Fläche für den Kollektor und eine große Bauhöhe des Kaminturms notwendig. Ziel der Arbeit ist es mittels Simulation die Leistung eines Aufwindkraftwerkes abzuschätzen und die Diskussion einer möglichen Realisierung durchzuführen. Dazu wurde das Simulationsprogramm ANSYS FLUENT in Kombination mit experimentellen Untersuchungen verwendet. Für die Durchführung der Simulation war die Erstellung eines Modells als vereinfachte Darstellung einer realen Anlage notwendig. Es waren auch Berechnungsmethoden notwendig, die genaue Ergebnisse mit möglichst geringem Rechenaufwand ermöglichten. Besonderes Augenmerk wurde in dieser Arbeit auf den Kaminturm gelegt, da er maßgeblich für den Kamineffekt ist. Weiters ist der Kamin lange Zeit mit der aufsteigenden Luft in Kontakt. Dadurch ergibt sich eine mögliche Leistungssteigerung des Kraftwerks durch Erwärmung des Kaminturms, welcher die Wärme an die aufsteigende Luft weitergibt. In der Arbeit wurden bereits existierende Anlagenkonzepte betrachtet und Ideen für neue Konzepte erarbeitet.

Details

Titel in ÜbersetzungTheoretical analysis and experimental investigation of solar updraft towers
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung28 Juni 2013
StatusVeröffentlicht - 2013