Drohnenbasiertes Monitoring und Optimierung von Solarkraftwerken
Die drohnengestützte Charakterisierung der optischen und thermischen Eigenschaften von Solarkraftwerken ist der effizienteste Ansatz, um Schwachstellen bei bereits erstellten Anlagen zu erkennen und Maßnahmen zur Verbesserung zu identifizieren.
Das DLR hat ein System zur Charakterisierung von CSP-Kraftwerken (QFly) speziell für Dienstleister und Anlagenbetreiber entwickelt. QFly liefert hochgenaue Daten für die Geometrie, die Nachführung und Wärmeverluste in CSP-Kraftwerken. Diese Daten sind die Grundlage für Abnahmeprüfungen, die Qualitätskontrolle sowie Betriebs- und Wartungsoptimierungen von Solarkraftwerken. Die Validierung gegenüber unabhängigen Benchmarks hat gezeigt, dass QFly derzeit das fortschrittlichste System zur optischen Charakterisierung von CSP-Kraftwerken ist. Das System wurde mit dem SolarPACES Technology Award 2018 ausgezeichnet.*
Je nach Zielstellung stehen unterschiedliche Methoden zur Verfügung. Der QFly-SURVEY-Ansatz ermöglicht die schnelle Charakterisierung des gesamten Kraftwerks in wenigen Stunden und liefert Informationen zur Konzentratorform und der Nachführung. Der QFly-HIGH RESOLUTION-Modus liefert sehr genaue und hochaufgelöste Ergebnisse der Konzentrator-Geometrie für kleinere Anteile des Sonnenfeldes. Das IR-basierte QFly-THERMO gibt Auskunft über thermische Verluste. Darüber hinaus bietet QFly die Möglichkeit zum Monitoring des Kraftwerks und seiner Komponenten.
Die Ergebnisse werden unter anderem georeferenziert und in unterschiedlicher Detailtiefe in Google Earth dargestellt. Um den weltweiten Einsatz zu ermöglichen, gibt es eine klar definierte Schnittstelle zwischen Datenerfassung und -verarbeitung.
Aktuelle Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zielen zusätzlich auf die Erkennung von Leckagen des Wärmeträgers und Verschmutzungsmessungen ab. In einem vom BMWi geförderten Projekt wird die Erweiterung auf Heliostatfelder von CSP-Turmkraftwerken angestrebt. Zusätzlich soll die Messtechnik auch auf PVKraftwerke erweitert werden, insbesondere, um zukünftige CSP-PV-Hybrid-Kraftwerke optimieren zu können.
* Anmerkung der Autoren:
SolarPACES ist ein Technologie-Kooperationsprogramm der internationalen Energieagentur IAE und führendes Netzwerk für Forschende in der Solarthermie, speziell in den Technologiebereichen Abrufbare Leistung und Solarchemie.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Anne Schlierbach · E-Mail: anne.schlierbach@dlr.de · DLR.de
