Das Sonnenwärme-Kraftwerk hat in dieser Woche erstmals seine volle Leistung von fünf Megawatt ins Netz eingespeist. Das Ende des vergangenen Jahres in Betrieb gegangene Kraftwerk ist das erste Parabolrinnen-Kraftwerk, bei dem der Dampf zum Antrieb einer Turbine direkt in den Parabolrinnen erzeugt wird. Forscher vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben sowohl bei der Entwicklung einzelner Komponenten als auch beim Gesamtkonzept der Anlage mitgewirkt. Das Kollektorfeld des Kraftwerks wurde von der deutschen Firma Solarlite gebaut, Betreiber ist der thailändische Energieversorger Thai Solar Energy.
Das erste Sonnenwärmekraftwerk in Südostasien nimmt Betrieb auf. Fünf Megawatt auf 100.000 Quadratmetern. © dlr.de
"Mit dieser Anlage münden die langjährigen DLR-Forschungsarbeiten zur Direktverdampfung in Parabolrinnen nun erstmals in ein kommerzielles Projekt", sagt Prof. Robert Pitz-Paal, Leiter des DLR-Instituts für Solarforschung. In den Absorberrohren, auf die die Parabolspiegel die Sonnenstrahlen bündeln, fließt dabei Wasser anstelle von Thermoöl. Die Rohre stehen unter einem erhöhten Druck von 30 Bar, der entstehende Wasserdampf wird 330 Grad Celsius heiß. "Wird die Wärme direkt durch das Wasser übertragen, kann die Prozesstemperatur eines Kraftwerks und damit dessen Wirkungsgrad gesteigert werden. Langfristig können mit der solaren Direktverdampfung so die Kosten von Sonnenwärme-Kraftwerken gesenkt werden", beschreibt Pitz-Paal die Vorteile des Verfahrens.
Mit der Planung und dem Bau der Anlage war die deutsche Firma Solarlite beauftragt. Sie hat in der thailändischen Provinz Kanchanaburi auf einem Areal von 100.000 Quadratmetern 86 Kollektor-Rinnen mit einer Länge von je 120 Metern errichtet. Das Unternehmen plant in der Region weitere Kraftwerke mit einer Gesamtleistung von 135 Megawatt. "Dieses Kraftwerk ist ein wichtiger Meilenstein in der Direktverdampfungstechnologie. Mit der Unterstützung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt konnten wir unser Konzept einer umweltfreundlichen Energieerzeugung nach Test- und Pilotprojekten nun in einem kommerziellen Projekt umsetzen", sagt Solarlite-Geschäftsführer Dr. Joachim Krüger.
Sonnenwärme-Kraftwerke gelten als unverzichtbarer Bestandteil einer zukünftigen Energieversorgung auf der Basis erneuerbarer Energien. Sie haben den Vorteil, dass sie Energie in Form von Wärme speichern können. Zudem können diese Kraftwerke auch als Hybridkraftwerke gebaut werden und mit konventioneller Energie oder Biomasse befeuert werden. So lässt sich Strom bedarfsgerecht erzeugen um Fluktuationen von Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen auszugleichen. Und so funktioniert ein Sonnenwärme-Kraftwerk:
- In Sonnenwärme-Kraftwerken werden die Strahlen der Sonne mit Hilfe von Spiegeln gebündelt und in Wärmeenergie umgewandelt, man spricht deshalb auch von konzentrierender Solarkraft (Concentrating Solar Power - CSP). Durch die Konzentration der Strahlen werden Temperaturen von 400 bis 1200 Grad Celsius erreicht. Diese Wärmeenergie lässt sich wie in einem konventionellen Dampfkraftwerk oder mit einem durch Wärme bzw. thermischer Energie angetriebenen Stirling-Motor zur Stromerzeugung nutzen. Je nach Kraftwerksart bündeln vier unterschiedlichen Spiegelformen die Sonnenstrahlen: 1. Parabolrinnen, 2. ebene Spiegel, die auf einen Punkt an der Spitze eines Turms fokussiert sind, 3. paraboloidförmige Spiegel, sogenannte Dish-Spiegel oder 4. lineare Fresnel-Kollektoren.
Dirk Rinus Krüger, Projektleiter beim DLR, freut sich, dass der bisherige Testbetrieb erfolgreich verlaufen ist: "Es ist faszinierend zu sehen, wie sich das riesige Kollektorfeld zur Sonne ausrichtet und mit seinem Dampf die Turbine antreibt. Das Kraftwerk lässt sich auch bei unterschiedlicher Sonneneinstrahlung leicht und präzise steuern." Mit seinem Team hat der DLR-Forscher die Qualität der Kollektoren von Solarlite getestet und die Firma bei der Planung der Anlage beraten. In dem bis 2014 laufenden Forschungsprojekt "Duke" des Bundesumweltministeriums entwickeln DLR und Solarlite das Prinzip der Direktverdampfung weiter. Ziel ist, die Effizienz des Verfahrens weiter zu verbessern und damit die Stromgestehungskosten weiter zu senken.
Quelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) 2012
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Und was kostet den die kWh so ? 30 bar @300°C sind auch nicht ganz ohne.
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