Optimierung eines Solarturmkraftwerks

Practical Lab · Master

Winter Term 2014/2015

Teachers: Erika Ábrahám, Pascal Richter

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Praktikum (Master), Maximale Teilnehmerzahl: 4

Problem

Bei einem Solarturmkraftwerk bündeln mehrere hundert planare Spiegel (Heliostaten) das Sonnenlicht auf einen Turm, auf dem ein Absorber angebracht ist. Der Absorber gibt die Wärme an ein Medium (z.B. Wasser) ab, um durch eine Turbine elektrische Energie zu gewinnen. Je nach Anordnung der Spiegel blockieren und verschatten diese sich gegenseitig, was Auswirkungen auf den Wirkungsgrad (und damit die Kosten) des Solarturmkraftwerks hat. Ziel ist es, eine optimale Anordnung der Spiegel zu finden, so dass die Sonnenstrahlung so effizient wie möglich genutzt werden kann.

Solarturm PS10 in Spanien (Wikipedia)

Aufgabe

Es existiert bereits ein in C++ geschriebenes Modell, das die Sonnenstrahlung und deren Reflexion an den Spiegeln abbildet. Weiterhin gibt es einen vielversprechenden Ansatz, um mittels eines genetischen Algorithmus die Positionen der Heliostaten und weitere Parameter zu optimieren. In diesem Projekt sollen die Studierenden in zwei Zweiergruppen das Modell und den Optimierungsalgorithmus weiterentwickeln. Anschließend werden anhand von Testfällen der Code mit anderen internationalen Codes auf Genauigkeit und Rechengeschwindigkeit verglichen. Die Erweiterungen und Ergebnisse sollen in einer kurzen Ausarbeitung auf bis zu zehn Seiten zusammengefasst und durch einen 30 minütigen auf Englisch gehaltenen Vortrag vorgestellt werden.

Voraussetzungen

Die Studierenden sollen in C++ programmieren können. Wie bereits oben beschrieben erfolgt die Bearbeitung der Probleme in zwei Zweiergruppen. Bei der Anmeldung bitte einen Wunschpartner angeben (falls vorhanden).

Betreuung

Das Projekt wird betreut durch Prof. Dr. E. Ábrahám sowie durch Pascal Richter vom Lehrstuhl CCES Mathematik bei Prof. Dr. M. Frank. Bei Fragen zu dem Projekt bitte kontaktieren.