Gewähltes Tag Solarthermie

Desertec: Sonnenstrom aus der Wüste

DLR-Studie bestätigt Potentiale der Solarenergie für Europa


Kostengünstiger, sicherer und umweltfreundlicher Strom aus konzentrierenden Solarsystemen könnte im Jahr 2050 rund 15 Prozent des europäischen Strombedarfs decken. Das bestätigen neueste Studien, die das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR erstellt hat. Sie ebnen dem internationalen Großprojekt Desertec den Weg zur Machbarkeit.

Das Stuttgarter DLR-Institut für Technische Thermodynamik liefert mit seiner 2011 vorgelegten ersten umfangreichen Bestandsaufnahme zur Verfügbarkeit erneuerbarer Energiequellen das wissenschaftliche Fundament für das internationale Projekt Desertec und basiert auf weiteren Studien, die die DLR bereits in vorangegangenen Jahren gemacht hat. Die neueste Studie setzt auf solarthermische Kraftwerke im Sonnengürtel der Erde, um klimafreundlich Strom für Europa, den Mittleren Osten und Nordafrika zu erzeugen. Der geplanten Umsetzung des Konzepts haben im Jahr 2009 zwölf Technologie- und Finanzkonzerne den Weg geebnet. In einer dreijährigen Planungsphase, die bis 2012 dauert, werden die Rahmenbedingungen von Desertec im Detail analysiert und weiterentwickelt. Anhand der Ergebnisse soll dann die industrielle Umsetzung beginnen.

Danach kann Importstrom aus solarthermischen Kraftwerken von Desertc gesicherte Leistung für Grund-, Mittel- und Spitzenlast im europäischen Netz liefern und damit die einheimischen erneuerbaren Quellen ideal ergänzen. Der Strom wird dabei in Dampfkraftwerken erzeugt, die wie konventionelle Kohle- oder Kernkraftwerke arbeiten und damit jederzeit verfügbare Leistung liefern, aber als Brennstoff für die Dampferzeugung vorrangig konzentrierte Sonnenenergie verwenden. Eine weitere interessante Erkennntis der Experten: Ihrer Meinung nach ist der Landflächenbedarf der dafür erforderlichen großen Spiegelfelder nicht größer als z.B. der von Kohlekraftwerken, wenn man den gesamten Prozess inklusive Bergbau und Transport in beiden Fällen mit berücksichtigt. Der Import von Solarstrom nach Europa könnte laut den DLR-Studien zu Desertec in den Jahren zwischen 2020 und 2025 mit jährlich 60 Terawattstunden pro Jahr beginnen und bis 2050 auf 700 Terawattstunden pro Jahr ausgebaut werden. Das entspricht etwa 15 Prozent des jährlichen europäischen Strombedarfs. Die hohe Einstrahlung und die über das ganze Jahr gute Verfügbarkeit der Sonnenenergie in Nordafrika sowie die geringen Verluste von 3 bis 4 Prozent pro 1000 Kilometer Länge der Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) erlauben langfristig Importstromkosten von etwa 0,05 € pro Kilowattstunde (in konstanter Währung des Jahres 2000 ohne Inflation). In den DLR-Studien wird kein HGÜ-Netz vorausgesetzt, sondern lediglich einzelne HGÜ-Verbindungen zwischen Produktionsstandorten und Ballungszentren. Die Vernetzung und Verteilung der Energie an die Verbraucher erfolgt nach wie vor im Wechselstromnetz.

Desertec ist ein internationales Projekt, dem im Jahr 2009 zwölf Technologie- und Finanzkonzerne den Weg geebnet haben. In einer dreijährigen Planungsphase, die bis 2012 dauert, werden die Rahmenbedingungen von Desertec im Detail analysiert und weiterentwickelt. Anhand der Ergebnisse soll dann die industrielle Umsetzung beginnen.

Im Archiv von HYPERRAUM.TV sind weitere Reportagen und Interviews zum Themenfeld Solarthermie sowie Erneuerbare Energien zu finden.

© DLR 2011

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Wie Sonnenlicht die Nacht erhellt

Andasol – das größte solarthermische Kraftwerk Europas


Mit dem im Aufbau befindlichen Andasol 3 soll 2011 das jüngste von drei baugleichen Solarkraftwerken im spanischen Andalusien ans Netz gehen. Hyperraum.TV gibt in diesem Beitrag Einblicke in die Technologie dieses innovativen Kraftwerk-Typs, die in Deutschland maßgeblich entwickelt wurde. Andasol ist die erste und bislang größte Anlage dieser Art in Europa. Mehr als 510.000 Quadratmeter Spiegelfläche ist beispielsweise für jede der drei Anlagen im Einsatz. Das entspricht der Fläche von 70 Fußballfeldern.

Dennoch: Das Besondere an diesem Kraftwerk ist nicht seine gewaltige Größe, sondern die Technologie der Solarthermie. Die zu Parabolrinnen-Kollektoren zusammengebauten Spiegel erhitzen eine in Röhren fließende Wärmeträgerflüssigkeit; sie wird durch die gebündelte Sonnenstrahlung auf bis zu 400 Grad Celsius erhitzt. Dieses Thermo-Öl wird einem Wärmetauscher zugeleitet. Dort erzeugt die Wärme Dampf mit hohem Druck. Der Dampf treibt in einem herkömmlichen Kraftwerk eine Turbine an, ihr Generator erzeugt dann Strom. Mit einer elektrischen Leistung von rund 50 Megawatt und jährlich über 3.500 Betriebsstunden werden hier pro Jahr mehr als 160 Gigawattstunden ins Netz eingespeist. Solarthermische Kraftwerke können durch die Zwischenspeicherung der Wärme aus dem Licht – anders als bei der Photovoltaik – auch nach Sonnenuntergang noch Strom produzieren. Dafür muss man die durch Sonnenstrahlung tagsüber entstehende Wärme allerdings in riesigen Tanks speichern. Eine Technologie, die in dieser großtechnischen Anwendung erstmals zum Einsatz kommt.

Ist die Solarthermie wegweisend für erneuerbare Energien? Kraftwerkbetreiber investieren bereits erheblich in diese Energiegewinnung.

Einen weiteren Artikel zu Versuchs-Anlagen der Solarthermie mit Sonnentürmen finden sie hier.

© mce mediacomeurope GmbH 2010

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Masdar City öffnet die Tore

Blaupause für die umweltfreundliche Stadt von morgen


Im Hinterland von Dubai entsteht derzeit die postmoderne Idealstadt des 21. Jahrhunderts: auto- und kohlendioxidfrei, statt dessen mit einem komplett neu konzipierten, elektrisch betriebenen Transportsystem im Untergrund. Strom kommt ausschließlich aus erneuerbaren Energien wie der Solarthermie, Abfall wird konsequent einem Recycling zugeführt und der Verbrauch an Rohstoffen intelligent gemanagt. In Kürze wird das erste Gebäude der Zukunftsstadt Masdar City seine Tore öffnen. Mit einem Startkapital von 15 Milliarden Dollar ausgestattet, soll die Stadt dann ab 2016 rund 50.000 Menschen sowie 1500 Firmen und Institutionen auf einer Fläche von sechs Quadratkilometern qualitativ höchstwertigen Lebensraum bieten. Eine auf den ersten Blick erstaunliche Kehrtwendung. Denn bis heute eilt den hochtechnisierten Arabern der Vereinigten Arabischen Emirate nicht der Ruf ökologischer Vordenker voraus. Der Pro-Kopf-Verbrauch an Energie ist in dieser ölfördernden Zone bis dato doppelt so hoch wie etwa in den USA. Aber um auch nach dem Versiegen der Ölquellen im globalen Energiemarkt tonangebend bleiben zu können, sammeln sie jetzt schon Know-how für das Szenario erneuerbarer Energien. Die in Masdar City vorgezeigte Umweltidylle ist derzeit nicht wirklich finanzierbar. So muss die Stadt die hohe Einsparung an Kohlendioxid über den in Kyoto verhandelten Mechanismus für umweltverträgliche Entwicklung auf dem Weltmarkt teuer weiter verkaufen.

© mce mediacomeurope GmbH 2010

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Sonnenstrom aus solarthermischen Kraftwerken

Solartürme vor dem großtechnischen Durchbruch?


Unter der heißen Sonne Spaniens arbeiten Energieforscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, kurz DLR, auf der Solarforschungsanlage Plataforma Solar de Almeria. Auf einem 100 Hektar großen Gelände testen Mitarbeiter des Instituts für Technische Thermodynamik unterschiedliche Solartechnologien unter praxisnahen Bedingungen. Die Anlage ist damit ein weltweit führendes Testzentrum für konzentrierende Hochtemperatur-Solartechnik. 

In solarthermischen Anlagen wird die Sonnenstrahlung mit Spiegeln gebündelt und in Form von Wärme zu einem zentralen Kraftwerk übertragen. Dort erzeugt die Wärme über einen Wärmetauscher Wasserdampf. Dieser treibt anschließend eine konventionelle Turbine an. Diese ist an einen Generator gekoppelt, der den Strom erzeugt. Im Vergleich zur Photovoltaik, die Strom direkt aus Sonnenlicht gewinnt, bietet dieses Verfahren zwei wesentliche Vorteile: Die erzeugte Wärme lässt sich speichern, die Turbine kann also auch dann Strom erzeugen, wenn die Sonne nicht scheint. Außerdem ist eine Zufeuerung über konventionelle Methoden im Kraftwerk möglich. Aus diesem Grund sehen Energie-Erzeuger in solarthermischen Kraftwerken eine großtechnisch effektive Methode.

In Almeria testet die DLR unterschiedliche Methoden, darunter auch den Solarturm. Die Sonnenenergie wird auf einen Receiver an der Spitze eines Turms gebündelt. Hier kommt sie über einen Wärmetauscher zum Kraftwerk. Diese Technologie wird auch in Jülich von den Stadtwerken als Versuchs- und Demonstrationsanlage getestet. Die sogenannten Parabolrinnen-Kollektoren fokussieren demgegenüber die Lichtstrahlen über eine gekrümmte Spiegelfläche auf eine zentral verlaufende Röhre. Sie ist mit fließendem Öl gefüllt, das sich aufheizt und die darin gespeicherte Wärme zum zentralen Kraftwerk transportiert.

© mce mediacomeurope GmbH 2010

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