Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Fitnesstest für Werkstoffe und Bauteile im solarthermischen Kraftwerk

27.08.2013
Extrembelastung durch Salzschmelzen – Neuer Fitnesstest für Werkstoffe und Bauteile im solarthermischen Kraftwerk

Salzschmelzen eignen sich hervorragend, um in solarthermischen Kraftwerken Wärme zu speichern. Der Nachteil: Sie greifen die Komponenten des Energiekreislaufs an, was ihren breiten Einsatz behindert.


Oberflächenoxide eines Stahls nach 2000 Stunden in 565° Celsius heißer Salzschmelze. Einerseits kann die Oxidschicht eine Schutzfunktion übernehmen, andererseits können sich zwischen den Kristallen unter Belastung leicht Risse bilden, die den Prozess der Spannungsrisskorrosion einleiten. Die Oxidschicht korrekt zu bewerten, ist Aufgabe der Werkstoffforschung.
© Fraunhofer IWM

Das Freiburger Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM hat ein System für die Qualifizierung von Materialien und Komponenten im Kontakt mit Salzschmelzen entwickelt: Materialhersteller, Anlagenbauer und Betreiber von solarthermischen Kraftwerken können so zuverlässigere und langlebigere Bauteile entwickeln.

Die zur Energiespeicherung eingesetzten sogenannten Solarsalze sind meist Mischungen aus Natrium- und Kaliumnitrat, die höhere Temperaturen als bisher genutzte Thermoöle ertragen können – bis zu 560 °C. Damit erreichen solarthermische Kraftwerke höhere Wirkungsgrade. Auch die Kosten und die Wärmespeicherkapazität sprechen für die Salze.

Die Crux ist allerdings die chemische Aggressivität der Salze in Kombination mit hohen Temperaturen und mechanischen Beanspruchungen. Darunter leiden Rohre, Ventile, Tanks, Pumpen und Wärmetauscher. Denn durch die dauerhafte komplexe Beanspruchung tritt neben dem reinen korrosionsbedingten Materialverlust auch Rissbildung und Risswachstum auf. Diese sogenannte Spannungsrisskorrosion kann zu Leckage bis hin zum kompletten Versagen von Kraftwerkskomponenten führen.

Auf Basis einer CERT-Prüfung (Constant Extension Rate Test) können am Fraunhofer IWM nun Werkstoffe im Kontakt mit dem Energiespeicher Salzschmelze gleichzeitig korrosiv, thermisch und mechanisch bewertet werden. Ergänzend wird der Verschleiß durch strömende Salzschmelzen in einer Strömungskammer untersucht. »Das Neuartige an unserer Methode ist, dass wir die kompletten Belastungen, die eine Komponente aus dem Energiespeicher- beziehungsweise Wärmetransportsystem erfährt, kombiniert abbilden und bewerten können«, erklärt Dr. Elsa Piedra, Projektleiterin am Fraunhofer IWM. So können neue Werkstoffe für den Einsatz in solarthermischen Kraftwerken einem Härtetest unterzogen werden.

Ebenso können verschiedene Salze hinsichtlich ihrer Verträglichkeit mit der Anlage untersucht werden. »Unsere Anlage ist so aufgebaut, dass wir Aufschlüsse zu den Mechanismen der Korrosion von Stahl im Kontakt mit Salzschmelzen bekommen. Insbesondere der Ablauf der gefährlichen Variante Spannungsrisskorrosion ist bis heute noch kaum untersucht, geschweige denn verstanden« ergänzt Piedra.

Ziel der Wissenschaftler am Fraunhofer IWM ist mit geeigneten Werkstoffen dem vielversprechenden Energiespeicher Salz zum Durchbruch zu verhelfen.

Thomas Götz | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.iwm.fraunhofer.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Fachhochschule Südwestfalen entwickelt innovative Zinklamellenbeschichtung
13.07.2018 | Fachhochschule Südwestfalen

nachricht 3D-Druck: Stützstrukturen verhindern Schwingungen bei der Nachbearbeitung dünnwandiger Bauteile
12.07.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics