Geeignete Standorte für die Entwicklung der solarthermischen Energiegewinnung im In- und Ausland befinden sich hauptsächlich in Wüstengebieten, wobei Staubpartikel in der Umgebung sich auf den Absorberrohren des Empfängers ablagern und zu Ermüdungsversagen der Rohre und Beschichtungen führen. Daher wurde der Einfluss von Staubpartikeln auf die Temperatur der Wandoberfläche der Absorberrohre untersucht. Mithilfe numerischer Simulation wurde ein gekoppelte Wärmeübertragungsanalysemodell für Staub- und Absorberrohre etabliert und der Einfluss des Staubpartikeldurchmessers, der Staub-Wandkontaktfläche und der Intensität der Dichte des konzentrierten Sonnenlichtenergieflusses auf die Temperatur der Absorberrohre simuliert. Die Ergebnisse zeigen: Der Einfluss der Staubpartikel auf die Temperatur der Absorberrohre beschränkt sich auf einen sehr kleinen Bereich, kann jedoch lokale Hotspots mit hohen Temperaturen verursachen; je stärker die Dichte des konzentrierten Sonnenlichtenergieflusses, je größer der Durchmesser der Staubpartikel und je geringer der Kontakt zwischen Staubpartikeln und Absorberrohr ist, desto höher ist die Temperatur der Hotspots bei Staubpartikeln und Absorberrohren; die Temperatur der Staubpartikel kann ihren Schmelzpunkt überschreiten und Calcium-Magnesium-Aluminiumsilikat (CMAS)-Ablagerungen bilden, wodurch der Empfänger einem CMAS-Korrosionsrisiko ausgesetzt ist; gleichzeitig beeinflussen die Hotspots hoher Temperatur an den Absorberrohren die lokale Wärmebeanspruchungsverteilung, was die Schäden am Empfänger verschärft. Im praktischen Betrieb sollte daher regelmäßig der Sauberkeitszustand der Rohrwand überprüft werden, um die Ansammlung großer Staubpartikel zu vermeiden. Die Studienergebnisse können technische Leitlinien für den Betrieb und die Wartung des Empfängers bieten.

solarthermische Energie;Turm;Empfänger;Staubpartikel;Temperaturverteilung