Masterand/in Maschinenbau, Energietechnik, Computational Engineering o.ä. (w/m/d) - Optimierung konzentrierter Strahlungsverteilung auf neuartigem Solarreceiver

Solarthermische Kraftwerke stellen aufgrund der guten Speicherbarkeit thermischer Energie einen wichtigen Pfeiler im Portfolio zukünftiger regenerativer Energieerzeugungsanlagen dar. Solare Turmkraftwerke mit Salzschmelze als Wärmeträgermedium haben ein großes Potential, in den sonnenreichen Ländern der Erde Elektrizität bedarfsgerecht zu wettbewerbsfähigen Kosten herzustellen. Ein neuartiges Receiverkonzept mit sternförmiger Anordnung der Receiverflächen soll weitere Kostenreduktionen ermöglichen.

Das STERN-Konzept ist sehr sensitiv gegenüber der Verteilung des flächenspezifischen Strahlungsstroms auf der Absorberoberfläche. Die Leistungsverteilung wird mit der Verteilung der Zielpunkte der einzelnen Spiegel gesteuert. Zur Einhaltung strenger Leistungsgrenzen (um den Receiver vor Beschädigung zu schützen und zur Verbesserung des Wirkungsgrads) muss die Verteilung der Zielpunkte auf der Receiveroberfläche in Abhängigkeit des Sonnenstandes optimiert werden. Dieses Optimierungsproblem soll für kritische Betriebspunkte im Jahr, bspw. Sonnenaufgang, Sonnenuntergang oder Bewölkungszustände untersucht werden.

Die Arbeiten werden u.a. mit dem DLR-eigenen Simulationswerkzeug STRAL durchgeführt, einem C++-basierten Raytracing-Programm zur schnellen und hochgenauen Berechnung der Strahlungsverteilung von konzentrierenden Spiegelsystemen.