AbstractsEngineering

Centrala solmottagarsystem (CRS) är på frammarsch på grund av deras höga koncentrationsfaktor och höga potential att minska kostnaderna genom att öka kapacitetsfaktorn av solkraftanläggningar med lagring. I CRS kraftanläggningar är solljuset fokuserat på mottagaren genom arrangemanget av tusentals speglar för att omvandla solstrålning till värme för att driva värmecykler. Solmottagare används för att överföra värmeflux från solen till arbetsmediet. Generellt arbetar solmottagare i driftpunkter med hög temperatur och därför genereras strålningsförluster. Vidare har solmottagaren en betydande påverkan på den totala kostnaden för kraftverket. Således har konstruktion och modellering av mottagaren en signifikant påverkan på kraftanläggningseffektivitet och kostnad. Målet med detta examensarbete är att utveckla en designmetodik för att beräkna geometrin hos solmottagaren och dess verkningsgrad. Denna designmetodik riktar sig främst till stora kraftverk i området 100 MWe, men även skalbarheten av designmetoden har studerats. Den utvecklade konstruktionsmetoden implementerades i in-house designverktyg devISEcrs som även integrerar andra moduler som modellerar solspegelfält, lagring och kraftblocket för att beräkna den totala kraftverksverkningsgraden. Designmodeller för de andra komponenterna är delvis redan implementerade, men de är modifierade och/eller utvidgade för att integrera den nya CRS mottagarmodellen. Slutligen har hela mottagarmodellen validerats genom att jämföra resultaten med testdata från litteraturen. ; Central Receiver Systems (CRS) are gaining momentum because of their high concentration and high potential to reduce costs by means of increasing the capacity factor of the plant with storage. In CRS plants, sunlight is focused onto the receiver by the arrangement of thousands of mirrors to convert the solar radiation into heat to drive thermal cycles. Solar receivers are used to transfer the heat flux received from the solar field to the working fluid. Generally, solar receivers work in a high-temperature environment and are therefore subjected to different heat losses. Also, the receiver has a notable impact on the total cost of the power plant. Thus, the design and modelling of the receiver has a significant influence on efficiency and the cost of the plant. The goal of the master thesis is to develop a design methodology to calculate the geometry of the receiver and its efficiency. The design methodology is mainly aimed at large-scale power plants in the range of 100 MWe, but also the scalability of the design method has been studied. The developed receiver design method is implemented in the in-house design tool devISEcrs and also it is integrated with other modules like solar field, storage and power block to calculate the overall efficiency of the power plant. The design models for other components are partly already implemented, but they are modified and/or extended according to the requirements of CRS plants. Finally, the entire receiver design model is validated by comparing the results of test cases…