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Untersuchung des solarenergetischen Betriebs einer Membrandestillationsanlage in Namibia

Dohmen, Nadja (2012):
Untersuchung des solarenergetischen Betriebs einer Membrandestillationsanlage in Namibia.
TU Darmstadt, [Master Thesis]

Abstract

Im Norden Namibias, vor allem im Cuvelai- Etosha Basin, herrscht eine sehr niedrige Niederschlagsrate und durch die hohen Verdunstungsraten, ist das Grundwasser sehr salzhaltig. Außerdem existieren dort keine ganzjährlich wasserführenden Fließgewässer, wodurch die Bevölkerung Wasser beziehen könnte. Um die Wasserverteilung und Wassernutzung in diesem Gebiet zu optimieren wurde das Projekt CuveWaters gegründet. Die Versorgungssicherheit mit sauberem Wasser soll durch ein integriertes Wasserressourcen- Management (IWRM) erhöht werden. Hierzu werden Technologien aus unterschiedlichen Disziplinen verwendet. Eine dieser Technologien ist die Grundwasserentsalzung mithilfe einer Membrandestillationsanlage, welche von einer Photovoltaikanlage betrieben wird. Ziel der Bachelor- Thesis ist die Untersuchung der Photovoltaikanlage, hinsichtlich der Stromproduktion, sowie der Membrandestillationsanlage, unter Beachtung des Energieverbrauchs, in Abhängigkeit der Witterungsverhältnisse, um Kapazitätsreserven zu identifizieren und die Auslastung dieser zu untersuchen. Dafür wird eine Energiebilanz der Anlagen erstellt. Die Energiereserven der Photovoltaikanlage werden bestimmt und es werden GOR- Werte für die MD- Module sowie für die gesamte Membrandestillationsanlage berechnet, um einen Aufschluss über die Effizienz der Anlagen zu bekommen. Um alle Zusammenhänge zwischen dem Betrieb der einzelnen Anlagen besser zu verstehen, wird zunächst ein Überblick über die Grundlagen der Solarstrahlung, der Photovoltaik, der Wasserentsalzung und der Thermodynamik gegeben. Danach werden die Daten auf ihre Qualität hin überprüft, damit man ein aussagekräftiges Ergebnis erhält. Die Werte für die Globalstrahlung, welche auf eine geneigte Fläche gemessen wurden, werden auf die Horizontale umgerechnet, um diese mit Mittelwerten aus den vergangenen Jahren zu vergleichen. Daraufhin werden die Daten der Destillatproduktion sowie des Feed- Volumenstroms der Membrandestillationsanlage genauer betrachtet. Hierbei werden auch die Wärmemengenaufnahme der MD- Module sowie die GOR- Werte der Anlage näher untersucht. Die Batterien der Photovoltaikanlage werden hinsichtlich ihres Ladezustandes, der Temperatur und des Stromflusses geprüft. Zusätzlich werden Energiereserven, die die Batterien aufweisen, identifiziert. Durch den allgemeinen Verlauf der Daten können dann Zusammenhänge zwischen den einzelnen Anlagenteilen hergestellt werden. Außerdem wird eine Energiebilanz aufgestellt. Die Energiebilanz, die berechneten Energiereserven, die ermittelten Wärmemengenaufnahme der MD- Module und die bestimmten GOR- Werte sorgen dafür, dass mögliche Engpässe oder Kapazitätsreserven der Anlagen identifiziert werden können.

Item Type: Master Thesis
Erschienen: 2012
Creators: Dohmen, Nadja
Title: Untersuchung des solarenergetischen Betriebs einer Membrandestillationsanlage in Namibia
Language: German
Abstract:

Im Norden Namibias, vor allem im Cuvelai- Etosha Basin, herrscht eine sehr niedrige Niederschlagsrate und durch die hohen Verdunstungsraten, ist das Grundwasser sehr salzhaltig. Außerdem existieren dort keine ganzjährlich wasserführenden Fließgewässer, wodurch die Bevölkerung Wasser beziehen könnte. Um die Wasserverteilung und Wassernutzung in diesem Gebiet zu optimieren wurde das Projekt CuveWaters gegründet. Die Versorgungssicherheit mit sauberem Wasser soll durch ein integriertes Wasserressourcen- Management (IWRM) erhöht werden. Hierzu werden Technologien aus unterschiedlichen Disziplinen verwendet. Eine dieser Technologien ist die Grundwasserentsalzung mithilfe einer Membrandestillationsanlage, welche von einer Photovoltaikanlage betrieben wird. Ziel der Bachelor- Thesis ist die Untersuchung der Photovoltaikanlage, hinsichtlich der Stromproduktion, sowie der Membrandestillationsanlage, unter Beachtung des Energieverbrauchs, in Abhängigkeit der Witterungsverhältnisse, um Kapazitätsreserven zu identifizieren und die Auslastung dieser zu untersuchen. Dafür wird eine Energiebilanz der Anlagen erstellt. Die Energiereserven der Photovoltaikanlage werden bestimmt und es werden GOR- Werte für die MD- Module sowie für die gesamte Membrandestillationsanlage berechnet, um einen Aufschluss über die Effizienz der Anlagen zu bekommen. Um alle Zusammenhänge zwischen dem Betrieb der einzelnen Anlagen besser zu verstehen, wird zunächst ein Überblick über die Grundlagen der Solarstrahlung, der Photovoltaik, der Wasserentsalzung und der Thermodynamik gegeben. Danach werden die Daten auf ihre Qualität hin überprüft, damit man ein aussagekräftiges Ergebnis erhält. Die Werte für die Globalstrahlung, welche auf eine geneigte Fläche gemessen wurden, werden auf die Horizontale umgerechnet, um diese mit Mittelwerten aus den vergangenen Jahren zu vergleichen. Daraufhin werden die Daten der Destillatproduktion sowie des Feed- Volumenstroms der Membrandestillationsanlage genauer betrachtet. Hierbei werden auch die Wärmemengenaufnahme der MD- Module sowie die GOR- Werte der Anlage näher untersucht. Die Batterien der Photovoltaikanlage werden hinsichtlich ihres Ladezustandes, der Temperatur und des Stromflusses geprüft. Zusätzlich werden Energiereserven, die die Batterien aufweisen, identifiziert. Durch den allgemeinen Verlauf der Daten können dann Zusammenhänge zwischen den einzelnen Anlagenteilen hergestellt werden. Außerdem wird eine Energiebilanz aufgestellt. Die Energiebilanz, die berechneten Energiereserven, die ermittelten Wärmemengenaufnahme der MD- Module und die bestimmten GOR- Werte sorgen dafür, dass mögliche Engpässe oder Kapazitätsreserven der Anlagen identifiziert werden können.

Divisions: 13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences > Institute IWAR
13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences
Date Deposited: 26 Oct 2012 10:33
Official URL: urn:nbn:de:tuda-tuprints-31390
License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Referees: Urban, Prof. Dipl Wilhelm
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 2012
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