CAS-T – Softwareentwicklung für Design und Optimierung von Solarturmanlagen

Laufzeit:
01/2020 - 06/2021
Auftraggeber / Zuwendungsgeber: China Power Engineering Consulting Group; Northwest Electric Power Design Institute CO., LTD. (NWEPDI)
Projektfokus:  
Abbildung 1: HaiXi 50 MW Solarturmanlage, bei der NWEPDI als Anlagendesigner fungiert
© NWEPDI
HaiXi 50 MW Solarturmanlage, bei der NWEPDI als Anlagendesigner fungiert
Hami 50 MW Solarturmprojekt, bei welchem NWEPDI als EPC-Subunternehmer fungiert
© NWEPDI
Hami 50 MW Solarturmprojekt, bei welchem NWEPDI als EPC-Subunternehmer fungiert

Konzentrierende Solarthermie (engl. Concentrating Solar Thermal Power - CSP) kann in Regionen mit hoher direkter Sonneneinstrahlung Strom zu wettbewerbsfähigen Kosten erzeugen. Im Rahmen des CAS-T-Projekts entwickeln das Fraunhofer ISE und NWEPDI eine Software zur Planung, Simulation und Optimierung von CSP-Solarturmanlagen.

Als eines der ersten und größten Institute, welches CSP-Technologien in China entwickelt und entwirft, bringt NWEPDI Erfahrung sowohl in Bezug auf verschiedene CSP-Technologien als auch in Bezug auf verschiedene Phasen eines kommerziellen CSP-Projekts mit. In diesem Rahmen können die Tools des Softwarepakets für die Ausführung mehrerer Aufgaben entlang der verschiedenen Projektphasen verwendet werden:

  • Industrielle Planung
  • Machbarkeitsstudien für verschiedene Standorte und Anlagengrößen
  • Entwurf und Detailplanung
  • Inbetriebnahme und Betrieb

Der Fokus des Fraunhofer ISE liegt auf Heliostatenfeld, Receiver und Speicher der Anlage – Concentrator, Absorber und Storage für Turmkraftwerke (CAS-T).

Das Tool umfasst modernste Design-/Layout-Methoden, Ray Tracing für die detaillierte optische Analyse und thermohydraulische Systemsimulationen für das transiente Anlagenverhalten und die jährliche Ertragsbewertung. Die Entwicklungen zielen darauf ab, Werkzeuge mit unterschiedlichen Detaillierungsgraden zu implementieren, die für die verschiedenen Phasen eines CSP-Projekts geeignet sind: schnelle Routinen für Machbarkeitsstudien und hochgenaue/detaillierte Werkzeuge für die Entwurfsphase. Schließlich werden die Simulationswerkzeuge verwendet, um einen „digitalen Zwilling“ (Digital Twin) der solaren Turmanlage zu erstellen.

Da NWEPDI aktuell mehr als die Hälfte der in China gebauten CSP-Großanlagen (5 von 8) entworfen und mehr als 70 CSP-Beratungsprojekte abgeschlossen hat, verfügt das Unternehmen über viel Erfahrung mit dem chinesischen CSP-Markt und seinen Akteuren. Die Beteiligung von NWEPDI an Standardisierungsaktivitäten und ihre große Zahl von Patenten auf CSP-Technologien zielt darauf ab, die weitere Markterschließung der CSP und damit auch die Anwendung der gemeinsamen Softwareentwicklung zu fördern. Daher wird erwartet, dass die Zusammenarbeit zwischen Fraunhofer ISE und NWEPDI einen starken Einfluss auf die chinesische und internationale CSP-Community und Industrie haben wird.