Solarthermische Kraftwerke

Solarthermische Kraftwerke können elektrische Energie an sonnigen Standorten mit hoher Direkteinstrahlung wie etwa Südeuropa, Afrika oder in Teilen Asiens, Süd- und Nordamerikas gewinnen. 2016 waren weltweit etwa 5 GWe an solarthermischer Kraftwerksleistung installiert (Quelle: POSITIONSPAPIER 2016  „Deutscher Industrieverband Concentrated  Solar Power“) , Tendenz weiterhin steigend.

Deutschland eignet sich aufgrund seiner geographischen Lage selbst nicht als Standort, hierzulande gibt es zu wenig direkte Sonnenstrahlung. Der Fokus liegt daher auf dem Export – deutsche Unternehmen sind mit ihrem Know-how bei der Projektplanung und -umsetzung auf dem Weltmarkt sehr gefragt.

Ein wesentliches Forschungsgebiet ist die Entwicklung von Speichern, um auch nachts Strom ins Netz einzuspeisen. So wird etwa bei Solarkraftwerken die Wärme mit flüssigem Salz gespeichert. Solche Forschungsergebnisse werden vielseitig genutzt: Salzspeicher könnten auch bei einer im Wesentlichen regenerativ betriebenen Energiewirtschaft eingesetzt werden. Sie können die schwankende Stromeinspeisung ausgleichen, die durch den Einsatz von Windenergie- und Photovoltaikanlagen entsteht. Darüber hinaus können sie in konventionellen Kraftwerken zum Einsatz kommen, um entsprechende Lastwechsel aufzufangen. Forschende arbeiten an verschiedenen technologieübergreifenden Konzepten und Pilotprojekten, um das Zusammenwirken unterschiedlicher Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energien mit Speichern weiterzuentwickeln.

Innovationen bei Komponenten und Systemen, wie etwa Spiegel oder Receiver, sollen dazu beitragen, die Stromkosten aus solarthermischen Kraftwerken zu reduzieren. So sind in den vergangenen Jahren die Stromerzeugungskosten bereits von rund 30 Cent pro Kilowattstunde auf etwa 6 Cent pro Kilowattstunde gesunken – günstige Wetter- und Finanzierungsbedingungen vorausgesetzt. Um diese Entwicklung weiter voranzutreiben, fördert das Bundeswirtschaftsministerium Projekte in den Bereichen Parabolrinnenanlagen, Fresnel-Anlagen und solare Turmkraftwerke.

Bei Parabolrinnenkraftwerken wird die Sonnenstrahlung auf ein Receive-Rohr im Fokus des Spiegels konzentriert. Die Wärmeenergie im Rohr wird weitergeleitet, mit ihrer Hilfe wird Wasserdampf erzeugt, der, wie in einem konventionellen Kraftwerk, eine Turbine antreibt.

Bei Parabolrinnenkraftwerken wird die Sonnenstrahlung auf ein Receive-Rohr im Fokus des Spiegels konzentriert. Die Wärmeenergie im Rohr wird weitergeleitet, mit ihrer Hilfe wird Wasserdampf erzeugt, der, wie in einem konventionellen Kraftwerk, eine Turbine antreibt.

Weiterhin sollen innovative Digitalisierungskonzepte dazu beitragen, den Betriebsablauf mittels moderner Datenauswertung zu optimieren. Darüber hinaus entwickeln Wissenschaftsteams mit Hilfe von robusten Mess- und Prüfverfahren Standards, um die Qualität von Prozessen und Komponenten solarthermischer Kraftwerke zu erfassen.

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