Schichtverbundwerkstoffe Umformen von Reflektorspiegeln aus für solarthermische Anwendungen

Der Reflektorspiegel besteht in solarthermischen Kraftwerken aus Glas. Im Rahmen eines Forschungsprojektes der Baden-Württemberg-Stiftung unter der Federführung des Instituts für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV, Denkendorf) wurde ein Ausschnitt eines Reflektors aus Schichtverbundwerkstoffen am Institut für Umformtechnik (IFU, Uni Stuttgart) umgeformt. Dazu hat das Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD, Uni Stuttgart) eine alternative Trägerstruktur sowie Anbindung an den Reflektor entworfen.

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IFU Institut für Umformtechnik Universität Stuttgart

Zwei metallische Deckbleche und eine dazwischen liegenden Textileinlage, die mittels Klebstoff adhäsiv verbunden werden, bilden den in dieser Arbeit verwendeten Schichtverbundwerkstoff. Mit der Spezifikation der Einzelkomponenten sind die Eigenschaften des Verbundwerkstoffes in weiten Bereichen einstellbar.

Neuer Werkstoff wurde in verschiedenen Parametervariationen entwickelt

Der Werkstoff kommt erstens mit einer verpressten und mit Klebstoff konsolidierten Zwischenschicht zum Einsatz, die sich insbesondere durch eine gute Dämpfungsperformance und gute Tiefzieheignung auszeichnet. Zweitens werden Zwischenschichten aus unverpressten, lediglich an die Deckbleche angeklebten Abstandstextilien verwendet, die insbesondere eine Entkopplung der Deckbleche ermöglichen.

Im Rahmen der „Industriellen Gemeinschaftsforschung“ wurde unter der Federführung des Instituts für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) Denkendorf dieser neue Werkstoff in verschiedenen Parametervariationen entwickelt. Die umformtechnischen Grenzen wurden am Institut für Umformtechnik (IFU) und die geeigneten Fügetechniken für diesen Werkstoff am Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF) in Paderborn erarbeitet. Zudem waren zahlreiche Partner aus verschiedenen Bereichen der Industrie in der Funktion eines begleitenden Ausschusses beteiligt.

Metallverbundbleche mit textilen Zwischenschichten

Im Folgenden wird ein möglicher Anwendungsbereich für Metallverbundbleche mit textilen Zwischenschichten vorgestellt. Vor allem die Variante mit Abstandstextilien als Abstandshalter für die Deckbleche konnte für Spiegelsysteme in Parabolrinnenkraftwerken zur solarthermischen Stromerzeugung erfolgreich untersucht werden.

In einem Parabolrinnenkraftwerk wird die Sonnenstrahlung mittels vieler Parabolspiegel auf die Brennlinie der Kollektoren konzentriert, in der sich Absorberrohre befinden. Das in den Absorberrohren zirkulierende Wärmeträgermedium wird auf 400 °C erhitzt und primär zur solaren Dampferzeugung genutzt. Der überhitzte Dampf wird dann in einer konventionellen Dampfturbine verstromt. Ein weiteres interessantes Einsatzgebiet konzentrierender Parabolrinnenkollektoren ist im Bereich der Prozesswärme zu finden.

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