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Luftgestützte optische Qualifizierung von Parabolrinnenkollektoren

> SOKO 2016 > C. Prahl > QFly > 20160706 DLR.de • Chart 1

Christoph Prahl, Christoph Hilgert, Marc Röger 19. Kölner Sonnenkolloquium 2016


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OP

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y• Motivation und Methodik

zur Optimierung

• Verfügbare Messtechniken

• Ausblick

• Monetäre Verluste bei um 1% reduziertem optischen Feldwirkungsrad (50 MWel): ~ 0.5 Mio. € / p.a. ~ 10.0 Mio. € nach 20 Betriebsjahren

Wirkungsgrad des Solarfeldes kleiner als erwartet: Welche Konsequenzen und Maßnahmen?


Vermessung

Identifizierung von Maßnahmen

Kosten-Nutzen Rechnung

Umsetzung

Vermessung

QFly High Resolution - Spiegelform (Hohe

Auflösung: 0.6 cm/Pixel) - Absorberposition

QFly Survey

- Effektive Spiegelform (Mittlere Auflösung 6.0 cm/Pixel)

- Ausrichtung der optischen Achse

QFly Thermo

- Wärmeverlusten

50% pro Stunde

5% pro Tag

25% pro Nacht

Möglichkeiten zur luftgestützten Vermessung des Solarfeldes

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Hardware UAV: • MD4-1000 Kamera: • Sony Nex7 • Tau Flir 640

Ausrüstung zur luftgestützten Vermessung des Solarfeldes


Software: • Matlab

• Workflow • Wegpunktrouten • Bildbearbeitung und

Geometrieberechnungen • AICON 3D Studio

• Nahbereichsphotogrammetrie • SPRAY

• Ray-Tracing

Bildbearbeitung

Methoden zur luftgestützten Vermessung des Solarfeldes

Deflektometrie (TARMES)


Nahbereichs-Photogrammetrie

Kollektor

UAV Trajektorie

QFly High Resolution: Flugroute und Rohdaten


5 min. Flug im Zeitraffer

QFly High Resolution: Spiegelform (SDx [mrad]):


Absorber-Position:

0 Modullänge [m] 12

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QFly Survey: Flugroute und Rohdaten


150 – 200 m

QFly Survey Resultate: Solarfeld nicht im Betrieb


Bild

num

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SCA Länge

Drive

QFly Survey Resultate: Solarfeld nicht im Betrieb


relativeTracking-Abweichung [°]

Ausblick: QFly thermo


~15 m

Sensordatenfusion: • GPS, Orientierung • Zeitstempel • Bildinformation • Wind

• Grauwerte -> Glashüllrohrtemperaturen • Abschätzung von Wärmeverlusten [W/m2]

Bewertung der Verluste und Maßnahmen


Messgröße Ursache Maßnahme



Messgröße Ursache Maßnahme Spiegelform Montage, Struktur Schwierig, besser bei der

Montage

Absorberposition Montage, Struktur, thermische Spannungen

Schwierig, besser bei der Montage




Montage



Nachführung Trackingsystem, Sonnensensor Trackingstrategie, Sonnensensor

Alignment Montage

Ausrichten

Torsion Reibung, Unwucht Auswuchten, Schmieren




Montage



Nachführung Trackingsystem, Sonnensensor Trackingstrategie, Sonnensensor

Alignment Montage

Ausrichten

Torsion Reibung, Unwucht Auswuchten, Schmieren

Wärmeverluste H2 Diffusion, Vakuumverlust Austausch

Ausblick


• Validierung der Survey Methoden • Zusammenarbeit mit Kraftwerksbetreiber (RWE, Marquesado

Solar), damit aus der Messtechnik ein Werkzeug zur Betriebsoptimierung wird

• Messung in Andasol III im September 2016

• Heliostate: Offset und Form

Vermessung

Identifizierung von

Maßnahmen

Kosten-Nutzen Rechnung

Umsetzung

Vermessung


Vielen Dank an: • Steffen Ulmer, Siw Meiser • Anja Kruschinski • Badrudin Stanicki, Richard Blümner, Richard

Natho, Julian Hertel

Luftgestützte optische Qualifizierung von�ParabolrinnenkollektorenSlide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Slide Number 5Slide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Wirkungsgrad des Solarfeldes kleiner als erwartet: Welche Konsequenzen und Maßnahmen?Slide Number 10Ausrüstung zur luftgestützten Vermessung des SolarfeldesMethoden zur luftgestützten Vermessung des SolarfeldesQFly High Resolution: Flugroute und RohdatenQFly High Resolution:�Spiegelform (SDx [mrad]): �QFly Survey: Flugroute und RohdatenQFly Survey Resultate: Solarfeld nicht im BetriebQFly Survey Resultate: Solarfeld nicht im BetriebAusblick: QFly thermoBewertung der Verluste und MaßnahmenBewertung der Verluste und MaßnahmenBewertung der Verluste und MaßnahmenBewertung der Verluste und MaßnahmenAusblickSlide Number 24

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