Entwicklung und Konstruktion eines Wärmetauschers zur Schwefelsäureverdampfung mithilfe solaraufgeheizter Partikel

Das Institut für Solarforschung gehört zu den weltweit führenden Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet der solarthermischen Kraftwerkstechnik. Von besonderer Bedeutung für die CSP (Concentrated Solar Power) Technologie ist die Entwicklung geeigneter Speicher zur zeitlichen und räumlichen Entkopplung von Solarstrahlungsangebot und Stromerzeugung. Schon heute ermöglichen Wärmespeicher mittels Schmelzsalzen einen kontinuierlichen Betrieb von kommerziellen CSP Anlagen bis in die Nachstunden. Dies ist ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber anderen erneuerbaren Technologien wie Windkraft und Photovoltaik und entscheidend für die Gewährleistung der Stabilität von Stromnetzen mit hohem Anteil Erneuerbarer Energien. Um zukünftig fossil betriebene Grundlastkraftwerke mit einer jährlichen Betriebsdauer von über 6000 Stunden vollständig zu ersetzen, werden zusätzlich Langzeitspeicher benötigt, die einen kontinuierlichen 24-Stunden-Betrieb und einen Transport der gespeicherten Solarenergie in sonnenarme Regionen ermöglichen. Dazu entwickelt die Abteilung für solare Verfahrenstechnik thermochemische Kreisprozesse mit denen die konzentrierte Solarwärme effizient und dauerhaft chemisch gespeichert werden kann. Im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts PEGASUS untersucht das DLR einen innovativen Prozess, der Solarenergie in elementarem Schwefel speichert mit einer mehr als 30-mal höheren Energiedichte als heutige Schmelzsalzspeicher. Der solare Schwefelspeicher-Prozess könnte gut mit bestehenden Schwefelsäureanlagen kombiniert werden und hat folglich ausgezeichnete Voraussetzungen für eine zukünftige industrielle Realisierung. Ein wichtiger Bestandteil des Schwefelspeicher-Prozesses ist die Verdampfung von Schwefelsäure. Die hierfür benötigte Energie soll in Form von zuvor aufgeheizten Partikeln zur Verfügung gestellt werden.

Im Rahmen der ausgeschriebenen Stelle soll daher ein Wärmetauscher entwickelt und konstruiert werden, welcher den beschriebenen Prozess der Schwefelsäureverdampfung mithilfe von solar aufgeheizten Partikeln ermöglicht. Im Einzelnen sind dabei folgende Themen zu bearbeiten:

Anpassung und Ergänzung eines bestehenden Berechnungsmodells zur Abbildung der Schwefelsäureverdampfung mithilfe von heißen Partikeln
Entwicklung und Konstruktion eines partikelbeheizten Schwefelsäureverdampfer vom Konzept bis hin zur fertigen technischen Zeichnung

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

DLR - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt

Abschlussart

Bachelorarbeit / Masterarbeit

Ansprechpartner/in

Fachliche/r Ansprechpartnerin
Nicolas Overbeck
Institut für Solarforschung
Tel.: +49 2203 601-2272

Branche

Forschung und Entwicklung

Anforderungen

Erfahrung in der Konstruktion von thermisch belasteten Bauteilen
gute Kenntnisse im Bereich der Wärme- und Stoffübertragung
idealerweise Kenntnisse in Verfahrenstechnik
gegebenenfalls Erfahrung mit Autodesk Inventor®

Zusatzinformationen

Beginn: 1. November 2017

Dauer: 6 Monate

Leistungen

Finanzielle Unterstützung

› Vergütung bis Entgeltgruppe 5 TVÖD