VON RICHARD KEHL | 26.07.2011 13:13
Erfolg durch solarthermische Energie
Das DLR (Deutsches Luft- und Raumfahrtzentrum) beschäftigt sich mit innovativer, effizienter Solarenergie für die Energieversorgung von morgen. Das Bündeln von Sonnenlicht ist eine dieser Methoden.
Erneuerbare Energien haben Hochkonjunktur. Deutschland hat den Atomausstieg beschlossen. Energiegewinnung aus den Ressourcen, welche die Natur uns bietet, soll die Atomenergie ablösen. Solarenergie bzw. die Stromerzeugung durch die Kraft der Sonne gehört zu den aussichtsreichsten Methoden für die nahe Zukunft. Solarthermische Kraftwerke bieten hier enorme Vorteile gegenüber Sonnenkraftwerken, die mit Solarzellen betrieben werden.
Im südspanischen Almeria arbeitet das DLR an der Energiegewinnung durch das Bündeln von Sonnenergie. In einem Sonnenofen treffen die gebündelten Sonnenstrahlen zusammen und produzieren mit Hilfe eines chemischen Prozesses in einem Reaktor Wasserstoff für die Stromerzeugung. Die technischen Grundlagen hierfür werden am DLR Institut in Stuttgart und Köln erforscht. Ein ähnliches Beispiel sind sogenannte Parabol-Rinnen-Kraftwerke. Statt Wasserstoff wird hier Wasserdampf erzeugt. Bereits drei solcher Kraftwerke sind seit 2009 im spanischen Andalusien in Betrieb. Hohes Bergland, wenig Wolken oder Nebel und dafür viel Sonne bieten die besten Vorrausetzungen.
Die Idee dieser Art von Stromerzeugung ist nicht unbedingt neu. Bereits während der Ölkrise in den 70er Jahren entstanden mehrere Parabol-Rinnen-Kraftwerke in Kalifornien. Doch wurde diese Entwicklung durch den damals niedrigen Ölpreis nicht mehr weiter verfolgt. Parabol-Rinnen-Kraftwerke haben einen sehr hohen Wirkungsgrad: Über riesige Parabol-Spiegel wird das Sonnenlicht aufgefangen und gebündelt. Gebündeltes Licht setzt bereits bei Lasern enorme Kräfte und Hitze frei. Dieses Prinzip hat man sich nun bei der Energiegewinnung bei Parabol-Rinnen-Kraftwerke zu Nutze gemacht. Gebündeltes Sonnenlicht erzeugt das 5000-fache an Wärme im Vergleich zu normaler Sonneneinstrahlung.
Um diesen Effekt zu potenzieren, sind einige hundert Parabolspiegel rinnenförmig angeordnet und werden stets in Richtung Sonne ausgerichtet. Das aufgefangene Sonnenlicht wird reflektiert, gebündelt und in eine dünne Röhre in deren Mitte gelenkt. Man spricht hier von der sogenannten Brennlinie. Innerhalb der Röhre befindet sich Öl, das durch das gebündelte Sonnenlicht erhitzt wird. In einem sogenannten Wärmetauscher wird diese Hitze in Dampf umgewandelt. Der erzeugte Dampf treibt wiederum Turbinen an, die dadurch elektrische Energie erzeugen. Im Gegensatz zur herkömmlichen Sonnenenergie durch Solarzellen kann auch nachts Strom erzeugt werden. Ausschlaggebend sind hier die Wärmespeicher aus Salzschmelze. Durch diese Wärmepuffer kann die Solaranlage selbst noch 7,5 Stunden nach Sonnenuntergang unter Volllast laufen und Strom produzieren. Einziger Nachteil dieser Art der Stromerzeugung: Der Dampf muss auch gekühlt werden, da Wasser viel schneller Wärme aufnehmen kann als Luft. Hierfür werden große Wassermengen zur Kühlung des Wasserdampfes benötigt. Und genau Wasser ist oft in trockenen Gegenden, in denen die solarthermische Energie genutzt wird und so lukrativ ist, ein kostbares und seltenes Gut. Solarthermische Wasserstoffkraftwerke erzeugen dagegen Energie, die auch gespeichert und transportiert werden kann.