FVS-Jahrestagung 2007 Qualitätssicherungsmaßnahmen bei der Herstellung solarthermischer Kraftwerkskomponenten Eckhard Lüpfert, Klaus Pottler, Steffen Ulmer, Robert Pitz-Paal, DLR Wolfgang Schiel, sbp GmbH Werner Platzer, Anna Heimsath, Fraunhofer ISE FVS Jahrestagung 26. September 2007 Produktionstechnologien für die Solarenergie Solarthermische Kraftwerke – Technologieentwicklung zur Komponentenherstellung und Logistik der Montage
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Qualitätssicherungsmaßnahmen bei der Herstellung ... · Fotogrammetrie Sekundärkonzentrator Fresnel-Kollektor: Formanalyse Primär- und Sekundärkonzentrator Deflektometrie und
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FVS-Jahrestagung 2007
Qualitätssicherungsmaßnahmen bei der Herstellung solarthermischer
Kraftwerkskomponenten
Eckhard Lüpfert, Klaus Pottler, Steffen Ulmer, Robert Pitz-Paal, DLR
Wolfgang Schiel, sbp GmbH
Werner Platzer, Anna Heimsath, Fraunhofer ISE
FVS Jahrestagung 26. September 2007Produktionstechnologien für die Solarenergie
Solarthermische Kraftwerke –Technologieentwicklung zur Komponentenherstellung
und Logistik der Montage
FVS-Jahrestagung 2007
Technologien zur Solarthermischen StromerzeugungSolarturm Dish StirlingParabolrinnen
Überprüfung der Montagevorrichtung (Site-Jig) geforderte Genauigkeit der Montagepunkte: < 0,5 mm
Montage-Vorrichtungen
FVS-Jahrestagung 2007
Einrichtung
Befestigung
Positionierung
Pyloneinrichtung: AufbausequenzEinrichtung der Pylone: 8112 Stück
FVS-Jahrestagung 2007
Tachymeter mit Zielverfolgung, Sensorkopf und Spezialsoftware
Pyloneinrichtung: Messkopf
FVS-Jahrestagung 2007
Überwachung der Stahlstruktur (ohne Spiegel), 7488 Stück
112 Spiegelhalterungen
Montageüberwachung
FVS-Jahrestagung 2007
mm
Höhenabweichung in mm
-3-2-10
123
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
lenght [mm]
rela
tive
heig
ht [m
m] structure 1
structure 2structure 3structure 4
Biegelinie
Stahlstruktur: Abweichung von den Sollhöhen
FVS-Jahrestagung 2007
Auswertung
Mess-System
DokumentationKollektor-Struktur
Stahlstruktur:Stationäres Messsystem QFoto
FVS-Jahrestagung 2007
Überprüfung komplettes Modul (mit Spiegeln)
FVS-Jahrestagung 2007
schnelle Messung der Moduloptik durch Beobachtung des Receiverabbildes,Messung aus der FerneAbweichungen von Spiegelkrümmung und Receiverlage liefern integrales Ergebnis
X
Z
Modulvermessung: Absorber-Reflexionsmethode
FVS-Jahrestagung 2007
mrad
Modulvermessung: Winkelabweichung Reflektor
FVS-Jahrestagung 2007
Interceptmessung mit Kamera-Target-Methode
FVS-Jahrestagung 2007
Fotogrammetrie Sekundärkonzentrator
Fresnel-Kollektor: Formanalyse Primär- und Sekundärkonzentrator
Deflektometrie und Fotogrammetrie: • Untersuchung der Spiegelform und
Justierung
• Berechnung und Messung der Strahlung in der Receiver-Ebene
FVS-Jahrestagung 2007
7.000 Messpunkte auf einer Fläche von 2.800 mm x 1.600 mm
• Vermessung vor Ort inklusive Spiegeltransport ca. 30 Minuten
• Vermessung mit kalibriertem LCD-Bildschirm (aktive Sinusstreifenmustern – Ortsfrequenz)
• Auswertung in transversale Richtung (Spiegelkrümmung)
• Gradienten • Form durch Integration
=> Leichte Abweichung von Idealform schnell erkannt
Randbereich flacher als erwartet
FVS-Jahrestagung 2007
Akzeptanz bei SekundärkonzentratorenWelche Strahlung aus welcher Richtung trifft den Absorber?
• Farbkodierung des Receiverrohres• Fotografie Receiver in Strahlrichtung • Auswertung der Vielfachreflexionen • Gewichtung Primärbild, Reflexion• Flächenanteil des Absorberrohres an
Apertur ergibt Akzeptanz
• Variation über Strahlrichtung ergibt Winkelabhängigkeit der Akzeptanz
• Vergleich mit Raytracing
Identifikation problematischer Einfallswinkel
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
-1.2 -0.8 -0.4 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8x [m]
Acc
epta
nce
Measured dataRaytracing
FVS-Jahrestagung 2007
Langzeitbeständigkeit von optischen Schichtsystemen
Spektralverhalten von Absorber- und Spiegelschichten
• Beeinflussung des Spektralverhalten durch Produktionsbedingungen (Tempern)
• Veränderung durch Umwelteinflüsse (Temperatur / Feuchte / Strahlung)
• Beschleunigte Alterung im Labor vs. Langzeiterfahrungen im realen Betrieb
Beschleunigte Belastungstests im Labor ermöglichen relative Vergleiche
Verschiebung der spektrale Reflexion bei temperaturbehandelten Absorbern resultiert in höherer Absorption und niedrigerer Emission