Entwicklung einer Partikelauffangvorrichtung - Masterstudent/in Maschinenbau, Energietechnik, Verfahrenstechnik o.ä. (w/m/d)

Du möchtest einen Beitrag zu einer rationellen und umweltfreundlichen Energieversorgung leisten und interessierst dich für die Weiterentwicklung konzentrierender solarthermischer Kraftwerke? Dann werde Teil unseres Solarforschungsteams!

Die Abteilung "Solare Hochtemperaturtechnologien" des Instituts für Solarforschung beschäftigt sich mit der Entwicklung und Optimierung von Komponenten für solarthermische Anlagen, insbesondere von Receivern. In der Gruppe "Partikelsysteme" werden Receiver-, Wärmetauscher- und Heizsysteme entwickelt, bei denen keramische Partikel als neues Wärmeübertragungs- und Speichermedium eingesetzt werden. Durch den Einsatz des sandähnlichen Materials können die maximalen Prozesstemperaturen von Solarturmkraftwerken von 600 °C auf 1000 °C erhöht werden, was mit entsprechenden Effizienz- und Kostenvorteilen solcher Anlagen einhergeht. Für die solare Partikelerwärmung wurde an unserem Institut der CentRec-Receiver entwickelt. Dieser Zentrifugalreceiver erzeugt durch seine Rotationsbewegung einen deckenden Partikelfilm in einem rotierenden Hohlraum, der es erlaubt, die Verweilzeit der Partikel im Receiver zu steuern und somit die Partikeltemperatur gezielt zu beeinflussen.

Sobald die Partikel im Zentrifugalreceiver auf die gewünschte Solltemperatur aufgeheizt wurden, verlassen sie den rotierenden Teil des Receivers und werden von einer nicht rotierenden Partikelauffangvorrichtung, dem Sammelring, aufgefangen. Der Sammelring ist dabei höchsten thermischen und mechanischen Belastungen durch die auftreffenden Partikel mit Temperaturen von über 900 °C ausgesetzt. Deine Aufgabe ist es, auf Basis einer Literaturrecherche verschiedene Sammelringkonzepte zu identifizieren und miteinander zu vergleichen. Zusammen mit dem Projektteam erarbeitest du eine Anforderungsliste für einen Sammelring, der in einem Hochtemperatur-Zentrifugalreceiver eingesetzt werden soll. Basierend auf deiner Literaturrecherche und der Anforderungsliste entwickelst du verschiedene Sammelringkonzepte, die du anschließend methodisch miteinander vergleichst. Die vielversprechendste Lösung kann durch Simulationen weiterentwickelt und eventuell in Kaltversuchen am Zentrifugalreceiver-Teststand am Standort Stuttgart getestet werden.