Nationale Solarthermie-Testanlage und Partner der University of Arizona für das HelioCon-Projekt

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Sandias Nationale solarthermische Testanlage ist eine Partnerschaft mit der Universität von Arizona Professor J. Roger Angel für eines von vier Projekten Heliostat-Konsortium letztes Jahr verliehen. Das Projekt „Verdrehen von Heliostaten mit Closed-Loop-Tracking“ zielt darauf ab US-Energieministerium Ziele für die Reduzierung der Heliostat-Kosten, nachhaltige, vielfältige Innovation und verbesserte Solarfeldleistung. Das Projekt ist eine Erweiterung eines früheren DOE-finanziertes Projekt einen Heliostaten mit variabler Form und einem Trackingsystem mit geschlossenem Regelkreis zu entwickeln.

Das NSTTF wird den neuen Heliostatentyp von Professor Angel testen, der den ganzen Tag über viel höhere Konzentrationen des Sonnenlichts am Empfänger erreichen soll. Sandia wird am NSTTF Prototypen eines variabel fokussierten Heliostats installieren und dessen Leistung bewerten, einschließlich der optischen Spiegelgenauigkeit als Funktion der Heliostat-Tracking-Ausrichtung, der Größe und Qualität des reflektierten Sonnenflecks während eines Sonnentages und der Tracking-Genauigkeit. Der Test wird auch die gleichen Leistungsparameter für einen Standard-NSTTF-Heliostat messen, um einen direkten Vergleich zu ermöglichen. Es besteht die Hoffnung, dass die Bewertung Aufschluss über mögliche Temperatur- und Wirtschaftsleistungsverbesserungen geben wird, die mit dem neuen Heliostatendesign mit variabler Form erreicht werden können.

Heliostaten ändern ihre Ausrichtung, um Sonnenlicht auf den Empfänger zu reflektieren, wenn sich der Sonnenstand am Himmel im Laufe des Tages ändert. Sie sind außerdem mit einer sorgfältig definierten Kurve oder Krümmung ausgestattet, um das Licht auf den Empfänger zu fokussieren, wodurch eine höhere Konzentration erreicht und höhere Temperaturen ermöglicht werden. Frühere Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass sich der Winkel des Sonnenlichts relativ zur Spiegeloberfläche ändert, wenn sich der Sonnenstand ändert, was dazu führt, dass Standard-Heliostate mit fester Krümmung den Fokus verlieren und die Konzentration beeinträchtigen. Professor Angel und sein Team haben einen passiven Nockenmechanismus entwickelt, der die Krümmung des Heliostats automatisch variiert, wenn der Heliostat seine Ausrichtung ändert, und so sicherstellt, dass der Heliostat unabhängig vom Winkel des Sonnenlichts genau auf den Empfänger fokussiert bleibt. Diese verbesserte Fähigkeit kann dazu beitragen, dass das Solarfeld über einen längeren Zeitraum sehr hohe Temperaturen (bis zu 1500 °C) liefert.

Die Daten aus diesen Tests werden verwendet, um die Leistung eines Feldes von Heliostaten variabler Form zu modellieren. Es wird angenommen, dass diese Heliostaten die wirtschaftliche Produktivität von Heliostaten verbessern werden, die als Ersatz für fossile Brennstoffe in industriellen Hochtemperatur-Prozesswärmeanwendungen eingesetzt werden, einschließlich der Herstellung von Zement, Stahl, Wasserstoff und anderen Chemikalien.

Um mehr über verdrehte Heliostaten mit Closed-Loop-Tracking zu erfahren, wenden Sie sich an die Projektleiter Professor Roger Angel oder Sandias Dr. Randy Brost.

Lesen Sie mehr über die Heliostat-Konsortium oder besuchen Sie die Nationale solarthermische Testanlage und der University of Arizona Wyant College für optische Wissenschaften mehr darüber lernen Konzentration solarthermischer Energie.

Mit freundlicher Genehmigung von Sandia National Labs.