Praktikum Solarturm

Optimierung eines Solarturmkraftwerks:
Validierung und Vergleich

Praktikum (Master), Maximale Teilnehmerzahl: 3

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.

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 einer Dreiergruppe das Modell und den Optimierungsalgorithmus weiterentwickeln. Anschließend soll ein weiterer am MIT geschriebener Code als Vergleich herangezogen werden. Dazu werden Testszenarien vorgegeben (z.B. die Daten der aktuellen Konstruktion eines Solarturms in Südafrika oder auf Kreta) unten denen beide Algorithmen gegeneinander antreten. 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.

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 Pascal Richter kontaktieren.