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Photovoltaik (Solarstrom), der Wachstumsmotor der erneuerbaren Energien...

In Spiegelanlagen kann die Sonneneinstrahlung gebündelt werden und in Energiewandlern nutzbar gemacht werden. Solarthermische Kraftwerke konzentrieren die einfallende Sonnenstrahlung mit spiegelnden Parabolrinnen oder Heliostaten auf einen Absorber.

Die Spiegel (Parabol-Rinnen) sind ähnlich geformt, wie große Regenrinnen, allerdings mit einem parabelförmigen Querschnitt. In deren Brennpunkt erhitzt die Sonnen-Energie ein in einem Rohr befindliches, synthetisches Öl. Auf diese Weise werden Temperaturen von mehr als 400 °C erreicht. Mit der entstehenden Wärme wird Dampf erzeugt, der eine Turbine antreibt, so dass Strom mit einem relativ hohen Wirkungsgrad erzeugt werden kann.

Solarspiegel von SCHOTT Solar
Solarspiegel von SCHOTT Solar

Vaiante Heliostaten

Eine andere Variante ist die Anordnung von leicht gekrümmten Spiegeln (Heliostaten), die beweglich angebracht sind. Sie sind so ausgerichtet, dass sie einfallende Sonnenstrahlen zu einem zentralen Punkt an der Spitze eines Turmes spiegeln. Dort befindet sich ein sogenannter Receiver, in dem ein Medium (z. B. Luft, Wasserdampf, Natrium, Salzschmelze) erhitzt wird und über einen Wärmetauscher die Energie an einen Generator weiterleitet. Das Turmsolarkraftwerk THEMIS 1 bei Targassonne in den französischen Pyrenäen hat beispielsweise 201 Spiegel mit jeweils 54 m2 Fläche. Der Absorber befindet sich in 80 m Höhe und die erzeugte elektrische Leistung beläuft sich auf 2,5 MW.

Nachteile

Das Problem ist beispielsweise in Wüstenregionen, dass derartige Anlagen eine große Windangriffsfläche bieten und dementsprechend aufwendig im Bau sind. Außerdem dürfen sich nebeneinander stehende Anlagen nicht gegenseitig die Sonne nehmen. Neue Konzepte sehen deswegen schwenkbare Solar-Konstruktionen vor, die zwar aufwendiger sind, aber einen höheren Wirkungsgrad erzielen. 

Gegenüber den Parabolrinnen verfügen diese Solartower-Anlagen jedoch über ein höheres Entwicklungspotential. Solarthermische Kraftwerke in Kalifornien haben in über 15-jährigem kommerziellen Betrieb mit dieser Technologie Solarstrom für 0,12 €/kWh erzeugt. 

Die Investitions- und Gestehungskosten liegen deutlich unter denen vergleichbarer photovoltaischer Stromerzeugungsanlagen. Die Internationale Energieagentur prognostiziert langfristig eine Reduktion der Kosten für solarthermischen Strom auf unter 0,04 $ / kWh.

Weiterführend

Eine interessante Info-Aufbereitung zu Solarturmkraftwerken finden Sie hier: