Solarthermisches Kraftwerk: Unterschied zwischen den Versionen

Dampfkraftwerke mit Parabolrinnenkollektoren werden seit Mitte der 80er Jahre in Kalifornien betrieben. Insgesamt ist eine Kapazität von 354 MW installiert, die einzelnen Anlagen haben eine Nennleistung von bis zu 80 MW. Ein Spitzenwirkungsgrad von über 21 % für die Umwandlung der Solarstrahlung in Wechselstrom wurde im Betrieb nachgewiesen. Sie versorgen seit ihrer Inbetriebnahme jährlich etwa 150.000 Menschen mit Strom und haben etwa 1 Mrd. US-Dollar an Erlösen erwirtschaftet.  

Forschungsarbeiten zielen derzeit auf eine Kostensenkung durch eine verbesserte Struktur der Kollektoren, Optimierung der Betriebsstrategie und eine Substitution des zwischengeschalteten Thermoölkreislaufs durch direkte Dampferzeugung in den Absorberrohren.

Beim Solarturmkraftwerk wird die Sonnenstrahlung durch ein Feld einzeln nachgeführter Spiegel ([[Heliostat|Heliostaten]]) auf die Spitze eines Turmes konzentriert. Bei diesem Konzept können Temperaturen bis über 1.000°C erreicht werden. In der Turmspitze befindet sich ein Absorber, der die Strahlung in Wärme umwandelt und an ein Wärmeträgermedium abgibt, das die Wärme einem konventionellen Kraftwerksprozess zuführt. Bei der 10 MW-Testanlage “Solar Two” in Barstow, Kalifornien, wird ein Rohrbündelwärmetauscher als Absorber und geschmolzenes Salz als Wärmeträger benutzt. Ein Vorteil ist die gute Energiespeicherfähigkeit der Salzschmelze. Nachteilig ist die Gefahr lokaler Überhitzung der Absorberrohre. Außerdem kann das Salz stellenweise in einen festen Zustand übergehen.

Bei diesem Konzept konzentriert ein zweiachsig der Sonne nachgeführter Parabolspiegel die Sonnenenergie direkt auf einen im Brennpunkt des Spiegels aufgehängten Absorber. In diesem wird ein Arbeitsgas (Helium, Luft) zum Antrieb eines Stirlingmotors oder einer Gasturbine – die unmittelbar neben dem Absorber angeordnet sind – auf bis zu 900°C erhitzt.

Paraboloidkraftwerke haben ihre technische Reife in mehreren Jahren Testbetrieb bewiesen und mit bis zu 30 % die besten solar-elektrischen Wirkungsgrade erreicht, die überhaupt nachgewiesen wurden. In einem nächsten Schritt gilt es, zu einer Serienfertigung zu gelangen und dadurch das Kostensenkungspotenzial dieser Technologie zu erschließen.

Die Kosten für die Sonnenkollektoren fallen grundsätzlich als Anfangsinvestition an. Das ist so, als würde man den gesamten für den Betrieb notwendigen Brennstoff eines Kraftwerks zu Beginn des Projekts kaufen und dann einlagern. Für diese Investition müssen zudem Steuern, Zinsen und Versicherungsprämien bezahlt werden, während [[fossile Energieträger|fossiler Brennstoff]] erst bei Bedarf zugekauft wird und in vielen Ländern nicht nur steuerfrei ist, sondern sogar subventioniert wird.

Die Ausgangslage für Solarstrom ist also denkbar ungünstig. Insbesondere bei den derzeit niedrigen Preisen für [[fossile Energieträger|fossile Brennstoffe]] ist Solarstrom deshalb in der Regel teurer als Strom aus konventionellen