UNSERE INNOVATIONEN

Innovative konzentrierende Solarenergie (CSP) mit einem Wärmerückgewinnungssystem

Im Rahmen des Projekts wird ein innovativer CSP-Kraftwerkskreislauf unter Verwendung eines CO2– Mischstromkreislauf in Kombination mit einem Wärmerückgewinnungssystem entwickelt, um die Abwärme des CSP-Kraftwerks für die Energieversorgung einer Meerwasser Entsalzungsanlage zu nutzen. Die neue Technologie wird über einen Zeitraum von einem in der bestehenden CSP-Pilotanlage der King Saud Universität in Riad getestet.

Das Integrationskonzept gewährleistet, dass zwei leistungsstarke Systeme effizient und unabhängig kombiniert werden können, um eine hohe Produktionsleistung von Wasser und Strom zu erreichen.

      Entsalzungssystem, das Vorwärtsosmose und Membrandestillation/Nanofiltration kombiniert.

      Ein innovatives Meerwasserentsalzungssystem, kombiniert Vorwärtsosmose und Membrandestillation/Nanofiltration. Das System nutzt die Abwärme aus der CSP-Anlage, was den Anteil solarer Energie erhöht und somit Trinkwasser mit geringer Umweltbelastung erzeugt wird.

      Ein dynamischer Kopplungszyklus zur Optimierung des Gesamtsystems.

      Die Projektpartner werden ein entsprechendes Steuerungs- und Kontrollsystem entwickeln, um die kontinuierliche Produktion von Trinkwasser während des Betriebs des Solarkraftwerks zu ermöglichen.

      Ein innovativer, Kreisprozess der an die neuste Entwicklung von CSP-Kraftwerken angepasster ist.

      DESOLINATION befasst sich mit der zukünftigen Generation von CSP-Kraftwerken. Die Anlagen werden an neue Temperatur- und Druckbereiche angepasst, um CO2 als Arbeitsmedium einzusetzen Angepasst an zukünftige CSP-Kraftwerke Das System ermöglicht einen innovativen Kreislaufprozess bei dem zukünftig überkritische CO2-Stoffgemische als Arbeitsmedium eingesetzt werden können.

      Die Vorteile dieser Innovationen sind

      1) Temperaturbereiche die an die Erfordernisse der Schnittstellen angepasst werden können

      2) Kleinere Turbineneinheiten mit geringeren Kosten .

      Dieser neue Kraftwerksprozess wird auf dem Gelände der King Saud Universität errichtet und mit den bereits existierenden Prozessen verglichen. Die über Wärmetauscher zurückgewonnene Wärme wird zum Betrieb des Entsalzungsprozesses verwendet.

      Ein dynamischer Kopplungszyklus zur Optimierung des Gesamtsystems.

      Ein Zwischenkreislauf wird zwischen dem CSP-System und der Entsalzungsanlage installiert um: 1) Um die Flexibilität des Systems, bei Schwankungen des Energiebedarfs und der Energieversorgung zu erhöhen 2) dynamische Prozesse zu gewährleisten und eine zusätzliche Kontrolle zu ermöglichen 3) sowohl den CO2-Kreisprozess wie auch das Entsalzungssystem unabhängig voneinander zu analysieren.

      Die adaptive Technologie wird eingesetzt, um das Risiko beim Kopplungsprozess zu verringern und sicherzustellen, dass alle Schritte des Wärmerückgewinnungsprozesses verstanden werden, bevor mit der direkten Kopplung von CSP und Entsalzung fortgefahren wird.

      Intelligente Kontrollsysteme werden im Wasserspeicher eingesetzt, um Daten über Temperatur und Druck für jeden einzelnen Kreislauf zu sammeln und die am besten geeigneten Reaktionen in Bezug auf Wärmetauscher und Flüssigkeiten zu testen.

      Die zunächst unabhängigen Systeme, CSP und Entsalzung werden direkt miteinander verbunden, wobei das intelligente Wärmesteuerungssystem entfällt und die Wärmetauscher zwischen dem Stromkreislauf und der Ziehlösung zusammengelegt werden.

      Wärmetauscher können verschiedene Formen annehmen, die von vielen Parametern abhängen: Temperatur, Druck, chemische Eigenschaften der Flüssigkeiten usw. Sie sind jedoch von entscheidender Bedeutung für die Wärmeübertragung innerhalb des CSP-Kreislaufs, um die Wärme der Sonne zu speichern und die Turbine anzutreiben.

      Bei DESOLINATION wird der Wärmeaustausch zwischen dem Energiekreislauf (Luft in der bestehenden Anlage, CO2 in der innovativen Anlage) und der Entsalzungslösung (hochkonzentrierte Lösung) im Mittelpunkt stehen. Zu diesem Zweck werden neuartige Wärmetauscher (Printed Circuit Heat Exchanges – PCHEs) und Lamellenwärmeübertrager (Printed Fin Heat Exchangers – PFHEs) entwickelt.

      In einem ersten Schritt wird der adaptive Speicherkreislauf zum Testen der Wärmerückgewinnung unter vereinfachten Bedingungen eingesetzt (der Austausch erfolgt mit Wasser auf einer Seite anstelle von zwei komplexen und unbekannten Umgebungen), bis beide Parameter genauer definiert sind und eine direkte Kopplung möglich ist.

      Eine optimierte Lösung zur Solaren Meerwasser Entsalzung

      1. Vorwärtsosmose: Wasser wird aus dem Meer entnommen undmit Hilfe einer Ziehlösung durch die Membran gezogen wobei Mineralien (Sole) zurückgehalten werden. Bei DESOLINATION wird die Salzsole so aufbereitet, dass ihre Mineralien wiedergewonnen werden.

      1. Membrandestillation: Mit Hilfe der zurückgewonnenen Wärme wird das Wasser von der Ziehlösung getrennt und durch die Membran gefiltert, um als Süßwasser zu gewinnen während die Ziehlösung zum Anfang des Kreislaufs zurückgeführt wird.

      Zur Optimierung beider Prozesse wird die Ziehlösung so angepasst, dass sie mehrere Funktionen erfüllt: effiziente Meerwasserentsalzung, optimale Nutzung der Abwärme des CSP-Kraftwerks und einfache Trennung des Wassers in beiden Membrandestillationsanlagen.