Solarkraftwerke –

Aus konzentrierter Sonnenenergie entsteht zunächst Wärme, dann Strom

In weniger als einer Stunde sendet die Sonne nach Angaben der Fraunhofer- Gesellschaft (FhG) soviel Energie auf die Erde, wie wir Menschen in einem Jahr verbrauchen¹⁾. In Zeiten knapper und teurer fossiler Rohstoffe gilt es, diese regenerative Energiequelle verstärkt nutzbar zu machen, und zwar auch durch Solarkraftwerke auf Basis der Concentrated Solar Power Technologie (CSP).

Während die Photovoltaik eine Technik zur dezentralen Nutzung der Sonnenenergie ist, liegt die Stärke von Solarkraftwerken in der zentralen Energieerzeugung. Allein in den unbesiedelten Wüsten Nordafrikas ließe sich nach Berechnungen des Fraunhofer-Instituts für solare Energiesysteme (FhG ISE) ein Vielfaches des europäischen Strombedarfs erzeugen²⁾. Damit sind Solarkraftwerke eine bedeutende Technologieoption für einen nachhaltigen Energiemix der Zukunft. Sie werden voraussichtlich unmittelbar zur CO2-Minderungsstrategie der Europäischen Union beitragen. Nach einer Greenpeace-Studie spart jede Kilowattstunde Solarstrom etwa 0,6 kg CO2, damit könnte durch den Einsatz von Solarkraftwerken weltweit bis 2020 die Emission von rund 154 Millionen Tonnen CO2 verhindert werden³⁾.

Einfache Funktionsweise

Solarkraftwerke mit Parabolrinnentechnologie sind nichts anderes als Dampfkraftwerke, die aus Wärme Strom erzeugen. Der entscheidende Unterschied zu konventionellen Kraftwerken: Nicht Gas, Kohle oder Öl, sondern

die Sonne liefert die Energie, die die Turbinen antreibt. Im Solarfeld eines

Solarkraftwerks mit Parabolrinnentechnologie konzentrieren parabolisch geformte und in langen Reihen angeordnete Spiegel die einfallende Sonnenstrahlung lokal bis zu 80-fach auf ein Absorberrohr, in dem ein Wärmeträger auf rund 400 Grad Celsius erhitzt wird. Im zentralen Kraftwerksblock wird dann in einem Wärmetauscher der Dampf erzeugt, der eine konventionelle Dampfturbine antreibt. Moderne Speichertechnik macht den Solarstrom bei ungünstigem Wetter und in der Nacht verfügbar: Der im Solarfeld umlaufende Wärmeträger stellt bereits einen Wärmespeicher dar, der kurzfristige Bewölkungsphasen überbrücken kann. Salzspeicher gewährleisten zusätzlich eine verlässliche Stromversorgung über mehrere Stunden, wenn die Sonne nicht scheint. Durch die Anwendung der Speichertechnik kann die Turbine außerdem sehr lange unter Volllast und dadurch mit einem hohem Wirkungsgrad laufen. Das führt zu einer hohen Wirtschaftlichkeit des Kraftwerks.

Bewährte Technik

Neun in Kalifornien in den achtziger Jahren errichtete Kraftwerke der ersten Generation haben ihre Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit dauerhaft unter Beweis gestellt: Rund 200.000 Haushalte werden kontinuierlich seit rund 20 Jahren mit Strom versorgt. Aufgrund der aktuell sehr starken Marktnachfrage wird weltweit an der Effizienzsteigerung der Parabolrinnentechnologie gearbeitet. Die in den USA gewonnenen Erfahrungen dienten als Grundlage für die Entwicklung einer neuen Generation von Parabolrinnenkomponenten mit erheblich gesteigerter Leistung. Auf Grund des nahezu unerschöpflichen Energiepotentials der Sonne, der technischen Leistungsfähigkeit und der nachhaltigen Wirtschaftlichkeit sind Solarkraftwerke in der Lage, einen essentiellen Beitrag zur künftigen Stromversorgung zu leisten.

Gute Voraussetzungen

Solarkraftwerke sind besonders effizient bei einer hohen Sonneneinstrahlung. Sie bieten deshalb nicht nur den südlichen Mitgliedstaaten der EU, sondern auch vielen wirtschaftlich benachteiligten Regionen im Sonnengürtel der Erde gute Entwicklungschancen. Angesichts des drohenden Klimawandels wird durch Solarkraftwerke eine Möglichkeit eröffnet, den Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung gerade in diesen Ländern erheblich zu erhöhen. Als Dampfkraftwerke sind Solarkraftwerke mit fossilen Energiequellen oder Biomasse kombinierbar: Parabolrinnen-Solarfelder lassen sich an konventionelle Kraftwerke ankoppeln. Gerade im Sonnengürtel der Erde kann damit eine sichere Energieversorgung mit hohem Solaranteil realisiert werden.

Quellen: 1) FHG Magazin, 2/2008; 2) FhG ISE, Solar Thermal Power Generation, 7/2003; 3) Greenpeace, Solar Generation II, 10/2004.