Bei der Bestrahlung von Experimenten wird das Sonnenlicht von einem Heliostaten eingefangen, reflektiert und über die Spiegelflächen des Konzentrators in den Versuchsraum fokussiert.
Konzentrierte Solarstrahlung für Anwendungsgebiete bei Werkstoffen, über solare Wasserstofferzeugung bis zu Komponententests für die Weltraumindustrie
Der Sonnenofen (SOF) und der Hochleistungsstrahler (HLS) des DLR in Köln bieten Forschenden und Anwendenden aus Wissenschaft und Industrie vielfältige Möglichkeiten zur technischen Nutzung konzentrierter Solarstrahlung.
Die Anwendungsbereiche umfassen:
Substitution fossiler Energieträger bei Industrieprozessen..
Hochtemperaturschmelzen
Belastungstests von Solarzellen für die Satellitenversorgung.
Komponententests für Raumfahrtanwendungen unter Vakuumbedingungen.
Werkstoffprüfung, hohe Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeiten sowie hohe Temperaturen in oxidierender Atmosphäre, keine Einschränkungen durch Heizelemente oder Ofenwände.
Chemische Speicherung von Sonnenenergie (solare Brennstoffe).
Ermittlung neuer solarspezifischer Reaktionswege bei der Produktion von Chemikalien sowie bei der Behandlung und Entgiftung von Abfallstoffen.
Solare Wasserstofferzeugung.
Herstellung von synthetischen Kraftstoffen.
Thermochemische Umwandlung fester und/oder nachwachsender Rohstoffe unter Einsatz von Sonnenenergie.
Solare Photochemische Synthesen von Feinchemikalien.
Im Laborgebäude des Sonnenofens befinden sich ein Testraum zur Durchführung der Experimente, ein Messraum zur Steuerung und Überwachung des Experimentbetriebs und eine Werkstatt für vorbereitende und begleitende Arbeiten an den Versuchsaufbauten. Darüber hinaus gibt es Chemie- und Werkstofflabore.
Die Xenon-Lampen des DLR Hochleistungsstrahlers in Köln
Beim abgebildeten Versuch wird der Zentrifugal-Receiver CentRec® mit konzentrierter Solarstrahlung erhitzt.
Für Experimente mit Bedarf an langzeitstabilen Strahlungsbedingungen kann ein Kunstlicht-Hochleistungsstrahler auf Basis von elliptischen Reflektoren mit Xenon-Kurzbogenlampen genutzt werden. Die Reflektoren senden ihre Strahlung mit einer Leistung von 20 kW als konzentrierte Energie mit einer Leistungsdichte größer 4 MW/m2 auf einen Zielbereich im Abstand von 3 Metern, wo sie für unterschiedlichste Anwendungen genutzt werden kann. Es besteht die Möglichkeit, mehrtägige Dauerversuche unter sehr stabilen Strahlungsbedingungen sowie Komponententests auf Zertifizierungsniveau durchzuführen.
Neben SOF und HLS stehen weitere Lichtquellen in einem Spektralbereich von UV bis IR zur Verfügung, die in verschiedene Experimentaufbauten, inklusive der Vakuumkammern, integriert werden können.
Die Experimentaufbauten werden stets gemäß den spezifischen Anforderungen des Kunden entwickelt.
