Entwicklung automatischer Messsysteme für linear-fokussierende Fresnel-Kollektoren

Abstract:
Die folgende Arbeit beschreibt zwei Messsysteme zur Charakterisierung linearer Fresnel-Kollektoren. Lineare Fresnel-Kollektoren dienen der kostengünstigen, solaren Dampferzeugung. Für deren Wirtschaftlichkeit spielen besonders die optischen Eigenschaften eine entscheidende Rolle. Linear gekrümmte Spiegel reflektieren Sonnenlicht auf ein Absorberrohr in welchem ein Arbeitsmedium durch die Sonnenenergie erhitzt wird. Um einen hohen optischen Wirkungsgrad des Kollektors langfristig zu gewährleisten, muss eine zuverlässige Charakterisierung der Kollektorkomponenten möglich sein. Zur Umsetzung dieser Anforderungen wurden zwei Messsysteme entwickelt. Ein Messsystem vermisst sowohl den Neigungswinkel der Spiegel, als auch deren Formtreue. Zur Messung der Formtreue der Spiegel werden Ultraschallsensoren verwendet. Die Winkelmessung erfolgt mit zwei Neigungssensoren. Zur Charakterisierung der Brennlinie unterhalb des Absorberrohrs wurde ebenfalls ein Messsystem entwickelt. Dieses System misst die Flussdichte, welche durch die Überlagerung der Reflexion des Sonnenlichts an den Spiegeln gebildet wird. Auf Grund der hohen Anzahl an Messobjekten ist eine automatisierte Durchführung der Messungen zwingend erforderlich. Mit Hilfe der beiden Messsysteme konnten so erstmals Spiegelfelder linearer Fresnel-Kollektoren sowie deren gesamte Brennlinie automatisch vermessen werden.