30 Jahre Forschung und Innovation: Der Sonnenofen feiert Jubiläum
24. Oktober 2024
30 Jahre Forschung und Innovation: Der Sonnenofen feiert Jubiläum
Das Gebäude des Hochflussdichte-Sonnenofens in Köln
Bei guten Wetterbedingungen reflektiert der Heliostat das auftreffende Sonnenlicht zu einem Konzentrator, welcher die Strahlung weiter verdichtet und zum Experimentaufbau im Gebäude leitet.
Das DLR-Institut für Future Fuels begeht in diesem Jahr ein besonderes Jubiläum: Unsere Großforschungsanlage in Köln-Porz, die den Hochflussdichte-Sonnenofen sowie den Hochleistungsstrahler beherbergt, wird 30 Jahre alt.
Seit ihrer Inbetriebnahme im Jahr 1994 hat die Anlage eine Vielzahl von Experimenten und Forschungsprojekten ermöglicht und sich als wertvolle Ressource für die Erforschung und Anwendung von konzentriertem Sonnenlicht etabliert.
Sie bietet Forschenden die Möglichkeit, Sonnenlicht auf außergewöhnliche Weise zu nutzen.
Einzigartige Technologie für vielseitige Anwendungen
Im Sonnenofen wird das Sonnenlicht mithilfe eines externen Heliostaten und eines Konzentrators auf das bis zu 5.000-fache seiner natürlichen Intensität konzentriert. Dies ermöglicht Experimente bei extrem hohen Temperaturen von bis zu 1.800 Grad Celsius, die für die Untersuchung verschiedenster Materialien und Prozesse unerlässlich sind.
Der Hochleistungsstrahler, der künstliches Sonnenlicht mit Xenon-Kurzbogenlampen erzeugt, ergänzt den Sonnenofen. Mit einer Leistungsdichte von bis zu vier Megawatt pro Quadratmeter können hier auch Langzeit- und sequentielle Experimente durchgeführt werden, die konstante Bedingungen erfordern. Diese Kombination von natürlichem und künstlichem Licht macht die Anlage in Deutschland einzigartig.
Meilensteine der Forschung: vom Wasserstoff bis zum Weltraum
Ein bedeutender Meilenstein in der Geschichte der Anlage war die erfolgreiche solare Herstellung von Wasserstoff im Jahr 2004. Unter Laborbedingungen gelang es den Forschenden, Wasserstoff aus konzentriertem Sonnenlicht, Wasser und CO2 zu erzeugen. Dieser innovative Ansatz war ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer CO2-neutralen Energieversorgung und bildete die Grundlage für weitere Projekte zur Speicherung von Sonnenenergie in chemischen Energieträgern.
Auch in der Raumfahrtforschung hat die Anlage wertvolle Beiträge geleistet. Im Sonnenofen wurden Weltraumkomponenten unter realistischen Bedingungen getestet, um ihre Eignung für extreme Umgebungen zu überprüfen. So kamen Komponenten zum Einsatz, die später in den Missionen Bepi Colombo, Venus Express und Solar Orbiter verwendet wurden. Auch im Rahmen des Projektes "Regolight" konnte das Team des Sonnenofens innovative Verfahren entwickeln, um aus Mondstaub Bausteine herzustellen, die für den Bau von Schutzkuppeln auf dem Mond geeignet sind.
Transfer in die Industrie
Die Großforschungsanlage in Köln hat sich auch als wertvolles Instrument für die Industrie erwiesen. In verschiedenen Projekten konnten DLR-Forschende nachweisen, dass konzentriertes Sonnenlicht fossile Energieträger in industriellen Prozessen ersetzen kann. Diese Erkenntnisse sind besonders relevant für Unternehmen, die ihre Produktionsprozesse auf erneuerbare Energiequellen umstellen möchten, um ihre CO2-Emissionen zu reduzieren.
Das 30-jährige Jubiläum der Anlage bietet nicht nur Anlass, auf die bisherigen Erfolge zurückzublicken, sondern auch den Blick nach vorn zu richten. In einer Zeit, in welcher der Übergang zu erneuerbaren Energien immer wichtiger wird, leistet die Großforschungsanlage in Köln einen wichtigen Beitrag für die Erforschung und Entwicklung nachhaltiger Energielösungen.
Wir freuen uns auf viele weitere spannende Projekte!
Zeitreise in das Jahr 2009
Mitarbeitende des DLR vor dem Konzentrator des Sonnenofens in Köln-Porz
Im Projekt CemSol wird untersucht, wie eine solarthermische Anlage die Hochtemperaturwärme für die Kalzination von Calciumkarbonat liefern kann, ein energieintensiver Teilschritt bei der Herstellung von Zement.
