Optimierter Betrieb von Solarturm-Receivern, Teilvorhaben: Optimierung von Design und Betrieb der Solar Island

Description: In OPTOP werden Design und Betrieb des Receivers als zentraler Schnittstelle der Solar Island eines Solarturmkraftwerks verbessert. Dafür wird innovative Messtechnik in ein Monitoringsystem basierend auf Machine Learning und Digital Twin integriert. Das Projekt OPTOP hat drei Kernthemen: a) Sensorik für Receiver: In einem integralen Messkonzept für den Receiver wird die verbesserte Erfassung der Receiveroberflächentemperatur mittels Infrarotkameras, eine nicht-invasive Erfassung der Fluidtemperatur im Receiver, eine betriebsbegleitende Strahlungsdichtemessung und die kamerabasierte Reflexionsgradvermessung des Receivers implementiert. Die Sensordaten werden gemäß den Prinzipien von Industrie 4.0 und dem IoT aufbereitet und für die Betriebsoptimierung und das Receivermonitoring bereitgestellt. b) Receivermonitoring und intelligente Betriebsstrategien: Basierend auf dem umfassenden Sensorinput und einem parallellaufenden Digital-Twin-Modell des Receivers wird ein Monitoringsystem entwickelt, das mittels Machine-Learning-Methoden ein Überschreiten der Receiver-Betriebsgrenzen im Voraus erkennt und dem Betreiber einen sicheren Betrieb erleichtert. Darauf aufbauend wird mit dynamischen Zielpunkt- und Defokussierstrategien und O&M-Zyklen eine intelligente Betriebsstrategie entwickelt, die den Betrieb der Solar Island sowohl energetisch als auch ökonomisch optimiert. c) Transientes Receiverdesign: Eine Methodik für das Design des Receivers als zentraler Schnittstelle der Solar Island wird entwickelt, welche das integrale System für maximalen Ertrag im transienten Kraftwerksbetrieb optimiert. Dafür wird der Einsatz variabler Flussschemata untersucht, für welche - um die Grenzen des erlaubten Einsatzbereichs nicht zu überschreiten - die umfassende Kenntnis des Receiverzustands im Betrieb basierend auf Sensorik und Digital Twin notwendig ist. Die entwickelte Sensorik und Simulations-Methodik wird im Labor und im Turmsystem Cerro Dominador in Chile implementiert und getestet (Text abgebrochen)

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Solarturmkraftwerk ? Chile ? Island ? Anlagenoptimierung ? Messtechnik ? Insel ? Künstliche Intelligenz ? Sensorische Bestimmung ? Digitaler Zwilling ? Arbeit ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Optimization of design and operation of the Solar Island
  Description: In OPTOP, the design and operation of the receiver as the central interface of the solar island of a solar tower power plant are improved. For this purpose, innovative measurement technology is integrated into a monitoring system based on Machine Learning and Digital Twin. The OPTOP project has three core topics: a) Sensor technology for receiver: In an integral measurement concept for the receiver, the improved detection of the receiver surface temperature by means of infrared cameras, a non-invasive detection of the fluid temperature in the receiver, an operation-accompanying radiance measurement and the camera-based reflectance measurement of the receiver will be implemented. The sensor data will be processed according to the principles of Industry 4.0 and the IoT and made available for operation optimization and receiver monitoring. b) Receiver monitoring and smart operation strategies: Based on the comprehensive sensor input and a parallel running digital-twin model of the receiver, a monitoring system is developed that uses machine learning methods to detect exceeding of receiver operating limits in advance and facilitate safe operation for the operator. Based on this, dynamic aiming and defocusing strategies and O&M cycles will be used to develop an intelligent operation strategy that optimizes the operation of the Solar Island both energetically and economically. c) Transient Receiver Design: A methodology for the design of the receiver as the central interface of the Solar Island will be developed, which optimizes the integral system for maximum yield in transient power plant operation. For this purpose, the use of variable flow schemes is investigated, for which – in order not to exceed the limits of the allowed operating range – the comprehensive knowledge of the receiver state in operation based on sensor technology and digital twin is necessary. The developed sensor and simulation methodology will be implemented and tested in the laboratory and in the Cerro Dominador tower system in Chile. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1122859

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.47
• Findability: 0.55

  • Title: 0.19
  • Description: 0.09
  • Identifier: false
  • Keywords: 1.00
  • Spatial: RegionIdentified (1.00)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.