Untersuchung der solarenergetischen Effizienz einer Membrandestillationsanlage in Namibia

• Main Author: Schwab, Johannes
• Format: Others
• Language: German; de
• Published: 2012
• Online Access: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/3163/1/bt_schwab_final_Endfassung.pdf; Schwab, Johannes <http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/view/person/Schwab=3AJohannes=3A=3A.html> (2012): Untersuchung der solarenergetischen Effizienz einer Membrandestillationsanlage in Namibia.Darmstadt, Technische Universität, [Bachelor Thesis]

Im Norden Namibias, vor allem in der Etosha-Salzpfanne, ist das Grundwasser stark salzhaltig. Teilweise ist der Salzgehalt sogar höher als der des Meerwassers. Im Zuge des Verbundprojektes CUVEwaters, das mit Hilfe eines integrierten Wasserressourcenmanagements die Wasserversorgung in diesem Gebiet verbessern soll, wurden verschiedene Anlagen in diesem Gebiet implementiert. Mittlerweile gibt es in Akutsima eine Mehrfachverdampfungsanlage der Firma Terrawater GmbH und eine mehrstufige Entsalzungsanlage des Solar Instituts Jülich. In dem Ort Amarika gibt es außerdem eine Umkehrosmoseanlage der proaqua GmbH sowie eine Membrandestillationsanlage des Fraunhofer Instituts für solare Energiesysteme. Im Zuge dieser Arbeit soll anhand von Messdaten die solarenergetische Effizienz der Membrandestillationsanlage näher betrachtet werden. Das Ziel ist hierbei das Aufstellen einer Energiebilanz sowie die Festlegung eines solarenergetischen Wirkungsgrades der Solarkollektoren. Außerdem wird die Effizienz in Form von Gained Output Ratio- (GOR-) Werten beziffert. Um die besagten Werte zu berechnen, wird zunächst eine theoretische Grundlage geschaffen, indem die Themenbereiche Wärmeübertragung, Thermodynamik, Sonneneinstrahlung und Wasserentsalzung eingehend dargestellt werden. Der zweite Teil der Arbeit betrifft die Datenauswertung. Hier werden die Messreihen des Fraunhofer ISE genauer betrachtet. Diese Messreihen beinhalten die Betriebsdaten der Membrandestillationsanlage. Mit Hilfe dieser Daten wird an verschiedenen Stellen die dort vorhandene Energie berechnet, damit eine überschlägige Energiebilanz aufgestellt werden kann. Des Weiteren wird versucht, mit Hilfe der berechneten Wärmeströme eine Aussage über die Effizienz zu treffen. Dies geschieht mit Hilfe der Festlegung eines Kollektorwirkungsgrades und der GOR-Werte. Diese GOR-Werte geben die Wärmerückgewinnung bei der Destillatproduktion an. Schlüsselwörter: Wasserentsalzung, Membrandestillation, Sonneneinstrahlung, Thermodynamik