Neue Wärmespeicher: Diese Betonklötze liefern nachts Solarstrom

Neue Wärmespeicher: Diese Betonklötze liefern nachts Solarstrom

von Wolfgang Kempkens

Solarthermie-Kraftwerke lieferten bislang nur bei Sonne Strom. Beton-Wärmespeicher sollen sie zuverlässiger machen.

Fotovoltaik-Platten erzeugen mittlerweile sogar brauchbare Mengen an Strom, wenn sich Wolken vor die Sonne schieben - was den günstigeren, aber eben überwiegend nur aus Spiegeln bestehenden solarthermischen Kraftwerken nicht gelingt. Sie brauchen die direkte Sonneneinstrahlung, um mit deren gebündelter Energie eine Brennkammer aufzuheizen.

Kombiniert man Solarthermie mit Wärmespeichern, können sie aber auch an wolkigen Tagen und selbst in der Nacht Strom liefern. Solche riesigen Tanks werden mittlerweile schon häufiger eingesetzt. Meist sind sie mit flüssigem Salz gefüllt, das die Energie deutlich länger hält als beispielsweise Wasser. Tagsüber wird es weiter erhitzt, nachts wird die Energie abgezapft, sodass der Dampfkreislauf zur Erzeugung von Strom nicht oder nur kurz unterbrochen wird.

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Aber Salzspeicher sind teuer und empfindlich. Wenn eine bestimmte Temperatur unterschritten wird, erstarrt das Salz. Damit ist der Speicher unwiederbringlich zerstört. Das norwegische Unternehmen EnergyNest hat deshalb gemeinsam mit dem Solarforschungszentrum Abu Dhabi auf dessen Testgelände zwei völlig anders aufgebaute Wärmespeicher installiert: Es sind gewaltige Blöcke aus schlichtem Beton, die von sich windenden Rohren durchzogen sind.

Durch diese Rohre fließt heißes Thermoöl, das von einem kleinen Solarkraftwerk mit einer Leistung von 100 Kilowatt erhitzt wird. Der Beton speichert die Wärme über viele Stunden, sodass sie in sonnenarmen Stunden abgerufen werden kann, um weiterhin Strom zu erzeugen. Die beiden Module speichern jeweils bis zu 500 Kilowattstunden, was nicht sonderlich viel ist. Doch der Thermal Energy Storage (TES), wie die Norweger ihren Wärmespeicher nennen, ist modular aufgebaut. Soll mehr Wärme gespeichert werden, stellen sie einfach weitere Betonklötze auf.

Betonwärme: ein deutsches KonzeptDas Betonkonzept stammt ursprünglich vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Vor vielen Jahren errichteten DLR-Ingenieure in Stuttgart einen solchen Speicher, um herauszufinden, wie lange Beton Wärme speichert. Später wurde in Südspanien ein weiterer Betonspeicher installiert. Folgeprojekte gab es nicht.

EnergyNest ist es jetzt gelungen, die Idee umzusetzen. Damit haben die Norweger möglicherweise die Chance, auch in Shams 1 – Shams ist arabisch und heißt Sonne – zum Zuge zu kommen. Das mit 100 Megawatt größte Parabolspiegel-Kraftwerk der Welt läuft in Masdar, einer ökologischen Musterstadt, die das Emirat errichtet. Sie soll vor allem mit erneuerbaren Energien versorgt werden. Shams 1 gehört dazu. Bisher verfügt sie über keinen Wärmespeicher.

In Parabolrinnen-Kraftwerken konzentrieren gewölbte Spiegel die Wärmestrahlen der Sonnen auf ein Rohr, das in der Brennlinie verläuft. Darin zirkuliert Thermoöl, das über einen Wärmetauscher Dampf erzeugt, um Strom zu gewinnen - also lässt sich die Wärmespeicher-Technik auch hier anwenden. Masdar soll nach neuesten Informationen im Jahr 2020 fertig sein, einige Jahre später als geplant.

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