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Die Sonne als unerschöpfliche Energiequelle anzapfen – Hintergrund Solarthermie

15.10.2009
Die Sonne ist eine unerschöpfliche Energiequelle: Mit einem solarthermischen Kraftwerk (Con-centrated Solar Power, CSP), das ein Prozent der Fläche der Sahara bedeckt (300 Kilometer mal 300 Kilometer), könnte theoretisch der gesamte Strombedarf der Erde gedeckt werden.

Bei der Stromerzeugung in CSP-Anlagen entsteht keinerlei klimaschädliches Kohlendioxid. Solarther-mische Kraftwerke sind neben Offshore-Windkraftanlagen ein Schlüsselbestandteil des Desertec-Projekts. Bei diesem Projekt soll der Strom die Region versorgen und zudem über Stromautobah-nen, so genannte Hochspannungsgleichstromübertragungen (HGÜ), von Afrika nach Europa übertragen werden. Die ersten europäischen solarthermischen Kraftwerke gibt es in Spanien, in den USA seit rund 20 Jahren.

Das Grundprinzip der solarthermischen Stromerzeugung ist einfach: Sonnenenergie erhitzt Wasser, das verdampft und eine Turbine antreibt. Deren Bewegung setzt ein Generator in Strom um. Da die Wärme über Stunden etwa in Tanks mit geschmolzenem Salz zwischengespeichert werden kann, liefert ein solches Kraftwerk auch Strom, wenn die Sonne nicht mehr scheint. Experten gehen davon aus, dass der Markt für solarthermische Kraftwerke bis 2020 im zweistelligen Prozentbereich pro Jahr wachsen dürfte.

In so genannten Parabolrinnen-Kraftwerken wird die Energie der Sonne durch Parabolspiegel auf kleiner Fläche gebündelt. In der Brennlinie der halb offenen Spiegel, die dem Lauf der Sonne nachgeführt werden, befindet sich ein Rohr, der Receiver. Darin zirkuliert eine Flüssigkeit als Wärmeträgermedium – derzeit meist ein synthetisches Thermo-Öl. Es erhitzt sich und gibt die Energie über einen Wärmetauscher an Wasser ab. Dabei treten Temperaturen auf, die geringer als bei anderen dampfbetriebenen Kraftwerken sind, üblicherweise zwischen 370 und 550 Grad Celsius. Schnelle Anfahrtszeiten sowie tägliche Start-ups von Parabolrinnen-Kraftwerken erfordern spezielle Turbinen. In diesem Markt ist Siemens weltweit führend. Siemens hat bereits Dampfturbinen-Aufträge für mehr als 50 derartige Projekte erhalten – diese Turbinen werden in Görlitz und im schwedischen Finspong gefertigt.

Darüber hinaus hat Siemens im März 2009 eine Beteiligung von rund 28 Prozent an dem italienischen Unternehmen Archimede Solar Energy erworben. Dieses Unternehmen hat eine innovative Technologie für die Receiver-Rohre entwickelt. Durch sie fließt geschmolzenes Salz statt Spezialöl. Der Vorteil: Während das Spezialöl im Zuge der ständigen Temperaturschwan-kungen altert und nach einer gewissen Zeit ausgetauscht werden muss, verbleibt das Salz im Wärmekreislauf. Es erlaubt höhere Temperaturen von bis zu 550 Grad Celsius und trägt so zu einem höheren Wirkungsgrad der Anlage bei. Darüber hinaus kann die Wärme im geschmolzenen Salz gespeichert werden, um auch nachts Strom zu erzeugen.

Das Unternehmen Solel besitzt ebenfalls eine führende Receiver-Technologie: Seine Rohre haben besonders niedrige Wärmeverluste. Deshalb können sie mehr Strahlungsenergie in thermische Energie umwandeln als konkurrierende Technologien. Für eine 50-Megawatt-CSP-Anlage bedeutet das einen jährlichen zusätzlichen Ertrag von etwa 6.500 Megawattstunden, also Strom für weitere 1.500 Vierpersonen-Haushalte, zusätzlich zu den rund 30.000 Haushalten, die man mit einer 50-MW-Anlage versorgen kann.

Die Siemens AG (Berlin und München) ist ein weltweit führendes Unternehmen der Elektronik und Elektrotechnik. Der Konzern ist auf den Gebieten Industrie und Energie sowie im Gesundheitssektor tätig. Rund 410.000 Mitarbeiter (fortgeführte Aktivitäten) entwickeln und fertigen Produkte, projektieren und erstellen Systeme und Anlagen und bieten maßgeschneiderte Lösungen an. Siemens steht seit über 160 Jahren für technische Leistungsfähigkeit, Innovation, Qualität, Zuverlässigkeit und Internationalität. Im Geschäftsjahr 2008 erzielte das Unternehmen nach IFRS einen Umsatz von 77,3 Mrd. EUR und einen Gewinn nach Steuern von 5,9 Mrd. EUR.

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens Energy
Weitere Informationen:
http://www.siemens.com

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