Solarenergie: Spanier sollen auch Nachts günstigen Sonnenstrom bekommen

Solarenergie: Spanier sollen auch Nachts günstigen Sonnenstrom bekommen

von Wolfgang Kempkens

Sonnenwärmekraftwerke liefern rund um die Uhr Strom, sind aber teuer. Ein Pilotprojekt will das ändern.

Ein neuartiges Solarkraftwerk soll die Erzeugungskosten für Grünstrom deutlich senken und zudem rund um die Uhr Energie liefern. Der Trick: Die Anlage wandelt die Sonnenstrahlen nicht direkt in Elektrizität um wie herkömmliche Solarzellen, sondern erhitzt eine Flüssigkeit und produziert so Wasserdampf, der dann eine Turbine antreibt. Die liefert am Ende die Energie ins Netz.

Der große Vorteil dieser Art der Solarenergie: Die Wärme lässt sich in Tanks speichern und kann auch Nachts Strom liefern, wenn die Sonne längst untergegangen ist. Der Nachteil: Bisher sind die Solarthermiekraftwerke vergleichsweise teuer. Der deutsche Chemieriese BASF und der Karlsruher Solarkraftwerkebauer Novatec Solar wollen das mit einer Innovation jetzt ändern.

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Salz ist heißer als ÖlAuf dem Gelände des von Novatec Solar errichteten spanischen Solarkraftwerks PE1 haben die Unternehmen eine Demonstrationsanlage errichtet, die mit Flüssigsalz arbeitet, um die Hitze der Sonnenstrahlen einzufangen.

Flache Spiegel, die sich den ganzen Tag am Stand der Sonne orientieren, fangen dafür die Infrarotstrahlen ein und konzentrieren sie auf ein so genanntes Receiverrohr, das in der Brennlinie der Spiegel verläuft. Durch dieses Rohr wird statt des in bisherigen Solarthermiekraftwerken üblichen Thermoöls, das sich auf nicht viel mehr als 300 Grad Celsius erwärmen lässt, das flüssige Salz gepumpt.

Das Salz erhitzt sich in der Folge auf mehr als 500 Grad Celsius. Das reicht zur Erzeugung von Dampf, mit dem sich preiswerte Serienturbinen speisen lassen. Auch die flachen Spiegel sind Massenware und keine gebogenen Spezialanfertigungen, wie die Parabolrinnen, die bisher in solchen Kraftwerken zum Einsatz kommen.

Außerdem kommt die bisherhige Parabolrinnen- und Thermoöl-Technik nur mit einem Trick auf die hohen Temperaturen des Flüssigsalzes. Etwa bei Shams 1, mit 100 Megawatt einem der größten Solarthermiekraftwerke der Welt in Abu Dhabi. Dort steigern Erdgasbrenner die Temperatur des solar erzeugten Dampfes auf die Wunschtemperatur von 550 Grad Celsius. Rundum klimafreundlich geht es deshalb dort nicht zu.

Konkurrenzfähig zu Erdgas und Kohle?In der Demonstrationsanlage von Novatec Solar und BASF ist auch die Speicherung von Sonnenenergie für den Abend- und Nachtbetrieb einfacher und damit billiger. Wenn die Sonne mehr Energie liefert als für den aktuellen Strombedarf nötig ist, dann kommt das flüssige Salz direkt in den Wärmespeicher. Nachschub für den Kreislauf durch die Receiverrohre kommt dann aus einem kühleren Bereich des Speichers.

In allen bisher laufenden Parabolrinnen-Solarkraftwerken fließt das heiße Thermoöl durch mäanderförmig verlegte Rohre im Wärmespeicher, der meist ein im Boden vergrabener Tank ist. Dort gibt das Öl seine Energie dann an flüssiges Salz ab, das die Hitze einfängt. Umgekehrt kann das Salz bei Bedarf das Öl wieder erhitzen.

Allerdings geht bei der Übertragung zwischen Salz und Thermoöl Energie verloren, was bei einer direkten Nutzung des heißen Salzes nicht der Fall ist. Wie sich der Gesamtwirkungsgrad eines Solarthermiekraftwerks und die Kosten mit dem Einsatz von Flüssigsalz verändern, wollen die Partner während des Betriebs des Demonstrationskraftwerkes herausfinden.

Das Problem bei bisherhigen Tests mit flüssigem Salz war: Stoppt die Wärmezufuhr, dann verfestigt es sich und verstopft die Rohre. Ob dieses Problem jetzt tatsächlich gelöst ist, wird der Probebetrieb zeigen.

Wo die Kosten für die Flüssigsalz-Technologie in einigen Jahren liegen, wagt derzeit niemand zu sagen. Allerdings gibt es Abschätzugnen für herkömmliche Solarthermiekraftwerke, die mit Thermoöl arbeiten. Die Internationale Organisation für Erneuerbare Energien (Irena) geht davon aus, dass der Preis für eine Kilowattstunde Strom aus Spiegelkraftwerken bis 2020 auf rund 15 Dollar-Cent sinken könnte.

Die Experten des Center for American Progress (CAP), eines US-Think-Tanks, gehen sogar noch weiter. Sie meinen, die Kosten könnten bis 2025 auf rund 10 Dollar-Cent fallen. Dann wäre die Technik durchaus konkurrenzfähig zu neuen Kohle- oder Gaskraftwerken – vor allem, wenn diese künftig für ihren CO2-Ausstoß mehr als heute bezahlen müssen.

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