CLIENT Südafrika Verbundprojekt SOLAM: Solares Schmelzen von Aluminium in einem direkt bestrahlten Drehrohrofen, Teilvorhaben 2: Fluid-dynamische und thermische Simulation des Pilot-Drehrohrofens und Prozessmodellierung

Die im Übermaß vorhandene solare Energie in Südafrika soll in diesem Projekt genutzt werden, um den Stormverbrauch der südafrikanischen Aluminiumgießereiindustrie deutlich zu reduzieren. Zu diesem Zweck arbeiten südafrikanische und deutsche Forschungszentren, KMUs und Industrie zusammen, um eine technologische Demonstration des solaren Schmelzens und Recycelns von Metall zu entwickeln und zu betreiben. Das wesentliche Ziel ist die Entwicklung und der Betrieb eines solaren Demonstrationsdrehrohrofens auf einer solaren Turmanlage zum Schmelzen und Recyceln von Metallen. Qualitätskontrolle und der Transport der Schmelze von einer zentralen solaren Schmelzanlage zu den KMUs sind dabei weitere wichtige Ziele des Projektes. Aus der erfolgreichen Demonstration des Pilotreaktors wird ein Vorschlag einer kommerziellen Pilotanlage ausgearbeitet werden. Der experimentelle Nachweis des Konzepts wird in zwei Schritten erfolgen. Zunächst wird die Demonstration eines kleinen Drehrohrofens im Labormaßstab erfolgen. Der Laborreaktor wird in einer Solaranlage des DLR in Deutschland optimiert und anschließend in eine bestehende Solaranlage von CSIR in Südafrika integriert werden. Zusätzlich wird an der Testanlage in Südafrika ein Transportsystem, zum Transport der solaren Schmelze zur Gießerei aufgebaut werden, um das gesamte Verfahren des solaren Schmelzens einschließlich des Schmelztransfers nachzuweisen. In der nächsten Phase des Projekts wird ein Pilot-Drehrohrofen entwickelt werden, der auf einem Solarturm in Südafrika oder in Deutschland betrieben werden wird und somit die Skalierbarkeit der Technologie demonstriert. Die experimentellen Aktivitäten werden durch intensive numerische Modellierungen ergänzt, welche insbesondere eine techno-ökonomische Bewertung des Schmelzprozesses erlauben. Auf der Grundlage der Ergebnisse wird ein Businessplans einer kommerziellen Pilotanlage erstellt werden.