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Neues Forschungsprojekt für Solarthermie

Um den Wirkungsgrad solarthermischer Anlagen zu verbessern, arbeitet das Labor “PROMES” [1] vom französischen Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CNRS) an der inneren Architektur von Solarabsorbern. Der Solarabsorber ist ein unter Druck arbeitender Wärmetauscher, von dessen Effizienz der Wärmeaustausch zwischen Luft und Oberfläche abhängt. Mit Unterstützung von Total “Energies nouvelles” zielt das Projekt darauf ab, die Kombination sogenannter “Aktoren” [2] und “Riblets” [3] zu optimieren.


 

Um den Wirkungsgrad solarthermischer Anlagen zu verbessern, arbeitet das Labor “PROMES” [1] vom französischen Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CNRS) an der inneren Architektur von Solarabsorbern. Der Solarabsorber ist ein unter Druck arbeitender Wärmetauscher, von dessen Effizienz der Wärmeaustausch zwischen Luft und Oberfläche abhängt. Mit Unterstützung von Total “Energies nouvelles” zielt das Projekt darauf ab, die Kombination sogenannter “Aktoren” [2] und “Riblets” [3] zu optimieren.

 

Messungen in einem Windkanal

© PROMES-CNRS

Die Wissenschaftler haben zu diesem Zweck verschiedene Konstellationen simuliert, um die beste Kombination aus verschiedenen Aktoren-Größen und unterschiedlichen Riblets-Größen und -Formen zu testen: abgerundete, dreieckige, rechteckige sowie unsymmetrische Riblets. Die Aktoren verursachen an der Oberfläche Bewegungen (Wirbel), die die turbulente Grenzschicht verändern und somit den Wärmeaustausch erhöhen.

 

 

Aktoren und Riblets-Verbindungen

© PROMES-CNRS

Die statistisch erstellten Modelle (RANS: Reynolds Average Navier Stokes) sollen in einer zweiten Phase bestätigt werden: durch einen Vergleich mit der LES Simulation [4] sowie einem Vergleich in einem isothermen Experiment (optische Diagnostik SPIV: Stereo Particle Image Velocimetry). Mit der optischen Diagnostik werden die kinetische Energie, die Reynolds-Spannungen, die Schwankungen sowie die mittleren Geschwindigkeitsfelder gemessen.

 

Vergleich von Simulationen mit SPIV

© PROMES-CNRS

[1] Labor für Solarenergie, Materialien und Verfahren (PROMES: PROcédés, Matériaux et Energie Solaire): http://www.promes.cnrs.fr/

[2] Aktoren werden auch als Wandler oder Aktuatoren bezeichnet. Sie wandeln elektronische Signale (z. B. vom Steuerungscomputer ausgehende Befehle) in mechanische Bewegung oder andere physikalische Größen (z. B. Druck oder Temperatur) um und greifen so regulierend in das Regelungssystem ein und/oder geben Sollgrößen vor. Mehr über Aktoren unter: http://de.wikipedia.org/wiki/Aktor

[3] Riblets (aus dem Englischen: ″kleine Rippen″ oder ″Rippchen″), bezeichnen eine Oberflächengeometrie, die eine Verminderung des Reibungswiderstands auf Oberflächen bewirken – in diesem Fall auf Solarpanelen.

[4] LES-Simulationen sind Simulationen im großen Maßstab.

 

 

Quelle: Pressemitteilung des PROMES – 25.11.11 – http://www.promes.cnrs.fr/index.php?mact=News,cntnt01,detail,0&cntnt01articleid=19&cntnt01lang=fr_FR&cntnt01returnid=61

 

Redakteurin: Edith Chezel, edith.chezel@diplomatie.gouv.fr