TY - JOUR A1 - Schwager, Christian A1 - Flesch, Robert A1 - Schwarzbözl, Peter A1 - Herrmann, Ulf A1 - Teixeira Boura, Cristiano José T1 - Advanced two phase flow model for transient molten salt receiver system simulation JF - Solar Energy N2 - In order to realistically predict and optimize the actual performance of a concentrating solar power (CSP) plant sophisticated simulation models and methods are required. This paper presents a detailed dynamic simulation model for a Molten Salt Solar Tower (MST) system, which is capable of simulating transient operation including detailed startup and shutdown procedures including drainage and refill. For appropriate representation of the transient behavior of the receiver as well as replication of local bulk and surface temperatures a discretized receiver model based on a novel homogeneous two-phase (2P) flow modelling approach is implemented in Modelica Dymola®. This allows for reasonable representation of the very different hydraulic and thermal properties of molten salt versus air as well as the transition between both. This dynamic 2P receiver model is embedded in a comprehensive one-dimensional model of a commercial scale MST system and coupled with a transient receiver flux density distribution from raytracing based heliostat field simulation. This enables for detailed process prediction with reasonable computational effort, while providing data such as local salt film and wall temperatures, realistic control behavior as well as net performance of the overall system. Besides a model description, this paper presents some results of a validation as well as the simulation of a complete startup procedure. Finally, a study on numerical simulation performance and grid dependencies is presented and discussed. KW - Molten salt solar tower KW - Molten salt receiver system KW - Dynamic simulation KW - Two-phase modelling KW - Transient flux distribution Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1016/j.solener.2021.12.065 SN - 0038-092X (print) SN - 1471-1257 (online) VL - 232 SP - 362 EP - 375 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Blanke, Tobias A1 - Reger, Vitali A1 - Döring, Bernd A1 - Göttsche, Joachim A1 - Kuhnhenne, Markus T1 - Koaxiale Stahlenergiepfähle JF - Stahlbau N2 - Ein entscheidender Teil der Energiewende ist die Wärmewende im Gebäudesektor. Ein Schlüsselelement sind hier Wärmepumpen. Diese benötigen eine Wärmequelle, der sie Energie entziehen können, um sie auf ein höheres Temperaturniveau zu transformieren. Diese Wärmequelle kann bspw. das Erdreich sein, dessen Wärme durch Erdsonden erschlossen werden kann. In diesem Beitrag werden in Stahlpfähle integrierte Koaxialsonden mit dem Stand der Technik von Erdsonden gleichen Durchmessers bezüglich ihrer thermischen Leistungsmerkmale verglichen. Die Stahlenergiepfähle bieten neben der Wärmegewinnung weitere Vorteile, da sie auch eine statische Funktion übernehmen und rückstandsfrei zurückgebaut werden können. Es werden analytische und numerische Berechnungen vorgestellt, um die thermischen Potenziale beider Systeme zu vergleichen. Außerdem wird ein Testaufbau gezeigt, bei dem Stahlenergiepfähle in zwei verschiedenen Längen mit vorhandenen gängigen Erdsonden verglichen werden können. Die Berechnungen zeigen einen deutlichen thermischen Mehrertrag zwischen 26 % und 148 % der Stahlenergiepfähle gegenüber dem Stand der Technik abhängig vom Erdreich. Die Messergebnisse zeigen einen thermischen Mehrertrag von über 100 %. Es lässt sich also signifikante Erdsondenlänge einsparen. Dabei ist zu beachten, dass sich damit der thermisch genutzte Bereich des Erdreichs reduziert, wodurch die thermische Regeneration und/oder das Langzeitverhalten des Erdreichs an Bedeutung gewinnt. Y1 - 2021 VL - 90. 2021 IS - 6 SP - 417 EP - 424 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Schossig, Peter A1 - Dötsch, Christian A1 - Drück, Harald A1 - Göttsche, Joachim A1 - Huenges, Ernst A1 - Kabus, Frank A1 - Tamme, Rainer T1 - Wärmespeicher für die Hausenergieversorgung JF - Wärme und Kälte - Energie aus Sonne und Erde : Jahrestagung des Forschungsverbunds Sonnenenergie in Kooperation mit der Landesinitiative Zukunftsenergie NRW / Stadermann, Gerd, Hrsg. Y1 - 2005 UR - http://publica.fraunhofer.de/documents/N-54108.html SP - 120 EP - 125 PB - Forschungsverbund Sonnenenergie CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - El Moussaoui, Noureddine A1 - Talbi, Sofian A1 - Atmane, Ilyas A1 - Kassmi, Khalil A1 - Schwarzer, Klemens A1 - Chayeb, Hamid A1 - Bachiri, Najib T1 - Feasibility of a new design of a Parabolic Trough Solar Thermal Cooker (PSTC) JF - Solar Energy N2 - In this article, we describe the structure, the functioning, and the tests of parabolic trough solar thermal cooker (PSTC). This oven is designed to meet the needs of rural residents, including Urban, which requires stable cooking temperatures above 200 °C. The cooking by this cooker is based on the concentration of the sun's rays on a glass vacuum tube and heating of the oil circulate in a big tube, located inside the glass tube. Through two small tubes, associated with large tube, the heated oil, rise and heats the pot of cooking pot containing the food to be cooked (capacity of 5 kg). This cooker is designed in Germany and extensively tested in Morocco for use by the inhabitants who use wood from forests. During a sunny day, having a maximum solar radiation around 720 W/m2 and temperature ambient around 26 °C, maximum temperatures recorded of the small tube, the large tube and the center of the pot are respectively: 370 °C, 270 °C and 260 °C. The cooking process with food at high (fries, ..), we show that the cooking oil temperature rises to 200 °C, after 1 h of heating, the cooking is done at a temperature of 120 °C for 20 min. These temperatures are practically stable following variations and decreases in the intensity of irradiance during the day. The comparison of these results with those of the literature shows an improvement of 30–50 % on the maximum value of the temperature with a heat storage that could reach 60 min of autonomy. All the results obtained show the good functioning of the PSTC and the feasibility of cooking food at high temperature (>200 °C). Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.03.079 SN - 0038-092X VL - 201 IS - Vol. 201 (May 2020) SP - 866 EP - 871 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Timmer, H. T1 - Energetische und betriebswirtschaftliche Bewertung von Kühlsystemen für Kühllager JF - HLH. Heizung, Lüftung/Klima, Haustechnik KW - Heizung KW - Lüftung KW - Klimatechnik KW - Lüftungstechnik KW - Haustechnik Y1 - 1998 SN - 1436-5103 VL - 49 IS - 9 SP - 74 EP - 77 PB - Springer CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Thulfaut, Christian A1 - Groß, Rolf Fritz T1 - Experimentelle Untersuchung der Luftstromvermischung in Hybridzellenkühltürmen JF - HLH. Heizung, Lüftung/Klima, Haustechnik N2 - Zwangsbelüftete Nasskühltürme haben im Gegensatz zur Trockenkühlung bei naßkaltem Wetter Nebelschwaden zur Folge. Dagegen ist bei Naßkühlung die spezifische Kühlleistung durch abgeführte Kondensationswärme höher als bei der Trockenkühlung. Hybridzellenkühltürme kombinieren beide Methoden, so daß ein Mischstrom beider Abluftströme die Wasserdampf-Sättigungsgrenze nicht überschreitet. Durch das Mischungsverhältnis kann man den gewünschten Sättigungsgrad einstellen. Je dichter dieser an der Sättigungsgrenze liegt, desto höher ist die Kühlleistung. Der von unten zugeführte Luftstrom der Naßkühlung und der seitlich zugeführte trockene Abluftstrom müssen sehr gut durchmischt werden, um über den gesamten Austrittsquerschnitt des Kühlturms die Sättigungsgrenze nicht zu überschreiten. In einem maßstabsgerechten Modell wurde der Mischungsgrad mit und ohne Einbauten untersucht. Über ein Raster von 10 mal 10 Punkten wurde die örtliche Temperaturverteilung ermittelt. Wärmebilanzen ergeben dann die Mischungsgüte in einer Ebene oberhalb der Zellenkrone. Während ohne Mischeinbauten der Trockenluftanteil in der Mitte des Querschnitts bei unter 15 % liegt erhöhen Einbauten den Trockenluftanteil auf 30 % bis über 40 %. Dabei wurde die Trockenluft auf jeder Kühlturmseite durch 4 konisch zulaufende, unten offene und oben geschlitzte Einbauten kanalisiert. Die Nassluft wurde durch eine im Querschnitt dreieckige Rinne in Richtung der Trockenluftauslässe umgelenkt. Im Raster leicht zu lokalisierende Abweichungen vom gewünschten Mittelwert zeigen Potential für die weitere Verbesserung der Einbauten. KW - Trockenkühlturm KW - Nasskühlturm KW - kombiniertes Verfahren KW - Mischen KW - Abluft Y1 - 2000 SN - 1436-5103 VL - 51 IS - 8 SP - 48 EP - 49 PB - Springer CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Berger, J. T1 - Quo Vadis - Ausblick in die Gebäudeleittechnik der Zukunft T1 - Whitherfacility management? An outlook to the future JF - HLH. Heizung, Lüftung/Klima, Haustechnik N2 - Auf dem Weg zum vernetzten Haus stoßen Hersteller und Planer, insbesondere im privaten Wohnungsbau, zur Zeit noch auf erhebliche Widerstände bei der Durchdringung des Marktes. N2 - Producers and planners of facility management systems are still faced with building owners' reluctance, especially when it comes to private homes. Y1 - 2005 SN - 1436-5103 VL - 56 IS - 1 SP - 39 EP - 41 PB - Springer CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Groß, Rolf Fritz A1 - Berger, J. A1 - Groß, H. T1 - Gebäudeautomation - Betriebsdatenerfassung und Gebäudeleittechnik im Klartext T1 - Operating data- and facility management in clear JF - HLH. Heizung, Lüftung/Klima, Haustechnik KW - Heizung KW - Lüftung KW - Klimatechnik KW - Lüftungstechnik KW - Haustechnik Y1 - 2003 SN - 1436-5103 VL - 54 IS - 2 SP - 81 PB - Springer CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Alexopoulos, Spiros A1 - Hoffschmidt, Bernhard T1 - Advances in solar tower technology JF - Wiley interdisciplinary reviews : Energy and Environment : WIREs Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1002/wene.217 SN - 2041-840X VL - 6 IS - 1 SP - 1 EP - 19 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Reger, Vitali A1 - Kuhnhenne, Markus A1 - Ebbert, Thiemo A1 - Hachul, Helmut A1 - Blanke, Tobias A1 - Döring, Bernd T1 - Nutzung erneuerbarer Energien durch thermische Aktivierung von Komponenten aus Stahl JF - Stahlbau N2 - Die Versorgung von Neubauten soll möglichst weitgehend unabhängig von fossilen Energieträgern erfolgen. Erneuerbare Energien spielen dafür eine gewichtige Rolle. Eine gute Möglichkeit, erneuerbare Energien ohne viel zusätzlichen Aufwand nutzbar zu machen, ist, bereits vorhandenen Komponenten im Gebäude zusätzliche Funktionen zu geben. Hier kann bspw. die Fassade oder das Dach solarthermisch aktiviert oder durch Fotovoltaikmodule ergänzt werden. Auch Tiefgründungen können neben der statischen Funktion noch eine geothermische Funktion zur Aufnahme oder Abgabe von Wärme erhalten. Neben der Erzeugung bietet sich auch für die Verteilung der Wärme oder Kälte im Gebäude die Integration in Bauteile an. Hier kann bspw. der Boden durch eine Fußbodenheizung oder die Decke durch Deckenstrahlplatten aktiviert werden. Im Rahmen der Veröffentlichung wird auf die thermische Aktivierung von Stahlkomponenten eingegangen. Es wird eine Lösung vorgestellt, die vorgehängte hinterlüftete Stahlfassade (VHF) solarthermisch zu aktivieren. Außerdem werden zwei Möglichkeiten zur geothermischen Aktivierung von Tiefgründungen mittels Stahlpfählen gezeigt. Zuletzt wird ein System zur thermischen Aktivierung von Stahltrapezprofilen an der Decke erläutert, welches Wärme zuführen oder bei Bedarf abführen kann. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1002/stab.202000031 SN - 1437-1049 VL - 2020 IS - Volume 89, Issue 6512-519 SP - 512 EP - 519 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Alexopoulos, Spiros T1 - Simulation model for the transient process behaviour of solar aluminium recycling in a rotary kiln JF - Applied Thermal Engineering Y1 - 2015 U6 - https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.01.007 SN - 1359-4311 N1 - Autor im Original: Spiridon O. Alexopoulos VL - 78 SP - 387 EP - 396 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Alexopoulos, Spiros T1 - Biogas systems: basics, biogas multifunction, principle of fermentation and hybrid application with a solar tower for the treatment of waste animal manure JF - Journal of Engineering Science and Technology Review N2 - Two of the main environmental problems of today’s society are the continuously increasing production of organic wastes as well as the increase of carbon dioxide in the atmosphere and the related green house effect. A way to solve these problems is the production of biogas. Biogas is a combustible gas consisting of methane, carbon dioxide and small amounts of other gases and trace elements. Production of biogas through anaerobic digestion of animal manure and slurries as well as of a wide range of digestible organic wastes and agricultural residues, converts these substrates into electricity and heat and offers a natural fertiliser for agriculture. The microbiological process of decomposition of organic matter, in the absence of oxygen takes place in reactors, called digesters. Biogas can be used as a fuel in a gas turbine or burner and can be used in a hybrid solar tower system offering a solution for waste treatment of agricultural and animal residues. A solar tower system consists of a heliostat field, which concentrates direct solar irradiation on an open volumetric central receiver. The receiver heats up ambient air to temperatures of around 700°C. The hot air’s heat energy is transferred to a steam Rankine cycle in a heat recovery steam generator (HRSG). The steam drives a steam turbine, which in turn drives a generator for producing electricity. In order to increase the operational hours of a solar tower power plant, a heat storage system and/ or hybridization may be considered. The advantage of solar-fossil hybrid power plants, compared to solar-only systems, lies in low additional investment costs due to an adaptable solar share and reduced technical and economical risks. On sunny days the hybrid system operates in a solar-only mode with the central receiver and on cloudy days and at night with the gas turbine only. As an alternative to methane gas, environmentally neutral biogas can be used for operating the gas turbine. Hence, the hybrid system is operated to 100% from renewable energy sources Y1 - 2012 SN - 1791-2377 N1 - Special Issue on Renewable Energy Systems VL - 5 IS - 4 SP - 48 EP - 55 ER - TY - JOUR A1 - Göttsche, Joachim A1 - Alexopoulos, Spiros A1 - Dümmler, Andreas A1 - Maddineni, S. K. T1 - Multi-Mirror Array Calculations With Optical Error N2 - The optical performance of a 2-axis solar concentrator was simulated with the COMSOL Multiphysics® software. The concentrator consists of a mirror array, which was created using the application builder. The mirror facets are preconfigured to form a focal point. During tracking all mirrors are moved simultaneously in a coupled mode by 2 motors in two axes, in order to keep the system in focus with the moving sun. Optical errors on each reflecting surface were implemented in combination with the solar angular cone of ± 4.65 mrad. As a result, the intercept factor of solar radiation that is available to the receiver was calculated as a function of the transversal and longitudinal angles of incidence. In addition, the intensity distribution on the receiver plane was calculated as a function of the incidence angles. KW - solar process heat KW - concentrating collector KW - raytracing KW - point-focussing system Y1 - 2019 SP - 1 EP - 6 ER - TY - JOUR A1 - Göttsche, Joachim A1 - Russ, Christel T1 - Energieversorgung in Niedrigstenergie-Neubauwohnungen / Christel Russ ; Joachim Göttsche JF - Wärme und Kälte - Energie aus Sonne und Erde : Jahrestagung des Forschungsverbunds Sonnenenergie in Kooperation mit der Landesinitiative Zukunftsenergie NRW / Stadermann, Gerd, Hrsg. Y1 - 2005 SP - 93 EP - 98 PB - Forschungsverbund Sonnenenergie CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Kluczka, Sven A1 - Eckstein, Julian A1 - Alexopoulos, Spiros A1 - Vaeßen, Christiane A1 - Roeb, Martin T1 - Process simulation for solar steam and dry reforming JF - Energy procedia : Proceedings of the SolarPACES 2013 International Conference N2 - In co-operation with the German Aerospace Center, the Solar-Institut Jülich has been analyzing the different technologies that are available for methanol production from CO2 using solar energy. The aim of the project is to extract CO2 from industrial exhaust gases or directly from the atmosphere to recycle it by use of solar energy. Part of the study was the modeling and simulating of a methane reformer for the production of synthesis gas, which can be operated by solar or hybrid heat sources. The reformer has been simplified in such a way that the model is accurate and enables fast calculations. The developed pseudo-homogeneous one- dimensional model can be regarded as a kind of counter-current heat exchanger and is able to incorporate a steam reforming reaction as well as a dry reforming reaction. Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.03.092 SN - 1876-6102 (E-Journal) VL - 49 SP - 850 EP - 859 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Göttsche, Joachim A1 - Hinsch, Andreas A1 - Wittwer, Volker T1 - Electrochromic mixed WO3-TiO2 thin films produced by sputtering and the sol-gel technique : a comparison / J. Göttsche ; A. Hinsch ; V. Wittwer JF - Solar Energy Materials and Solar Cells. 31 (1993), H. 3 Y1 - 1993 SN - 0927-0248 SP - 415 EP - 428 ER - TY - JOUR A1 - Göttsche, Joachim A1 - Tamme, Rainer A1 - Nunez, Thomas T1 - Speicherung für Hochtemperaturwärme / Rainer Tamme ; Joachim Göttsche ; Thomas Nunez JF - Wärme und Kälte - Energie aus Sonne und Erde : Jahrestagung des Forschungsverbunds Sonnenenergie in Kooperation mit der Landesinitiative Zukunftsenergie NRW / Stadermann, Gerd, Hrsg. Y1 - 2005 SP - 126 EP - 131 PB - Forschungsverbund Sonnenenergie CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Herrmann, Ulf A1 - Kelly, Bruce A1 - Price, Henry T1 - Two Tank Molten Salt Storage for Parabolic Trough Solar Power Plants JF - Energy : the international journal Y1 - 2002 U6 - https://doi.org/10.1016/S0360-5442(03)00193-2 SN - 0360-5442 N1 - SolarPACES 2002, Zürich, Switzerland, 4–6 September 2002 VL - 29 IS - 5-6 (Special Issue SolarPaces) SP - 883 EP - 893 ER - TY - JOUR A1 - Herrmann, Ulf A1 - Schwarzenbart, Marc A1 - Dittmann-Gabriel, Sören A1 - May, Martin T1 - Hochtemperatur-Wärmespeicher für die Strom- und Wärmewende JF - Solarzeitalter : Politik, Kultur und Ökonomie erneuerbarer Energien Y1 - 2019 SN - 0937-3802 VL - 31 IS - 2 SP - 18 EP - 23 ER - TY - JOUR A1 - Dersch, Jürgen A1 - Geyer, Michael A1 - Herrmann, Ulf A1 - Jones, Scott A. A1 - Kelly, Bruce A1 - Kistner, Rainer A1 - Ortmanns, Winfried A1 - Pitz-Paal, Robert A1 - Price, Henry T1 - Trough integration into power plants—a study on the performance and economy of integrated solar combined cycle systems JF - Energy : the international journal Y1 - 2004 U6 - https://doi.org/10.1016/S0360-5442(03)00199-3 SN - 0360-5442 N1 - SolarPACES 2002, Zürich, Switzerland, 4–6 September 2002 VL - 29 IS - 5-6 (Special Issue SolarPaces) SP - 947 EP - 959 ER -