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04.11.2014

Solarthermische Kraftwerke

Mehr Wärme aus der Rinne

Das österreichische Unternehmen Solabolic hat ein System entwickelt, mit dem sich größere Parabolrinnen für CSP-Kraftwerke realisieren lassen. Die Technologie beruht auf dem Prinzip er Hängebrücke und sichert die Spiegel gegen die angreifenden Windkräfte ab.

CSP Riesenkollektor
 - Mit dem Prinzip der Hängebrücke erreichen die Österreicher eine optimierte Kraftverteilung. Damit können sie größere Spiegel bauen, ohne die Anfälligkeit gegen Windkräfte zu erhöhen. Große Spiegel sind wiederum eine Voraussetzung für höhere Temperaturen aus dem Solarfeld.
Mit dem Prinzip der Hängebrücke erreichen die Österreicher eine optimierte Kraftverteilung. Damit können sie größere Spiegel bauen, ohne die Anfälligkeit gegen Windkräfte zu erhöhen. Große Spiegel sind wiederum eine Voraussetzung für höhere Temperaturen aus dem Solarfeld.
Solabolic

Mit dem Scheitern des Wüstenstromprojektes Desertec muss sich die Branche der solarthermischen Kraftwerke (Concentrated Solar Power – CSP) abfinden. Zwar ist damit ein potenzieller Markt weggebrochen. Doch war dies schon lange absehbar. Die Anbieter entwickeln ihre Projekte außerhalb von Desertec. Eine der größten Hürden sind aber bisher noch die Stromgestehungskosten. Diese liegen im Bereich zwischen 15 und 20 Eurocent pro Kilowattstunde und sind im Vergleich zu anderen Technologien noch zu hoch. Eine Voraussetzung, diese zu senken, ist die Weiterentwicklung der Technologie.

Große Spiegel für hohe Temperaturen

Die Anbieter konzentrieren sich dabei auf die Erhöhung der Temperatur aus dem Solarfeld. Denn dann laufen die Turbinen, die aus der Wärme vom Kollektorfeld den Strom produzieren, mit einem optimalen Wirkungsgrad. Das setzt aber wiederum die Nutzung von Salzgemischen statt Thermoölen als Wärmeträger voraus. Denn die Thermoöle halten die hohen Temperaturen nicht aus. Ein Weg zu diesen höheren Temperaturen ist vor allem die Vergrößerung der Parabolrinne, also der Spiegelfläche. Wie das geht, zeigen Entwickler von Solabolic in Wien. Zusammen mit Kollegen von der Technischen Universität Wien haben die Österreicher ein neues Konzept von Parabolrinnen entwickelt, die größere Spiegelflächer ermöglichen. „Bisherige Bauweisen ermöglichten eine maximale Breite von zirka 7,5 Metern und beschränkten damit die Kosteneffizienz“, erklären die Österreicher. „Werden die Spiegelelemente zu groß, können sie bei herkömmlicher Bauweise dem Wind zu wenig Stabilität entgegensetzen“, ergänzt Ahmed Adel, Geschäftsführer von Solabolic. „Das Ergebnis ist, dass das Sonnenlicht nicht mehr optimal gebündelt wird. Zwar kann dies durch viel Materialaufwand gemindert werden, doch treibt das die Kosten enorm in die Höhe. Eine von uns patentierte Bauweise beseitigt nun diese Limitierung und ermöglicht eine Verdoppelung der Breite bei gleichzeitiger Einsparung von Material- und Herstellungskosten sowie einer Senkung der Energiekosten.“

Optimierte Kraftverteilung

Solabolic greift dazu auf eine Technologie zurück, die schon seit mehr als hundert Jahren existiert. „Wir nutzen Prinzipien der Hängebrücken“, erklärt Adel. „Deren Statik beruht auf speziellen Spannungsverhältnissen von Tragseilen statt starren Bauelementen. Gleichzeitig kann die Spannung auf flexible Reflexionselemente übertragen werden, die so eine optimal parabolische Form annehmen. Statt teurer und schwerer vorgeformter Glaselemente zur Reflexion der Sonne können nun flexible Elemente aus Alublech eingesetzt werden.“ Mit der Seilspannung schafft Solabolic die notwendige Stabilität auch für größere Kollektoren. Denn dadurch optimieren die Österreicher die Kraftverteilung und reduzieren somit den Materialaufwand sowie die Herstellungskosten. „Berechnungen der TU Wien bestätigen, dass so Kollektoren mit einer Breite von zehn Metern möglich sind, bei einer Materialeinsparung von bis zu 30 Prozent“, betont Solabolic.

Pilotprojekte stehen auf dem Programm

Das Unternehmen hat sich seine Technologie bereits im vergangenen Jahr patentieren lassen. Jetzt werden daraus zusammen mit dem ägyptischen Ministerium für höhere Bildung konkrete Projekte entwickelt. Solabolic behält dabei seine Patente. „Die Rechte von Solabolic an Weiterentwicklungen seiner patentgeschützten Technologie zu wahren und gleichzeitig den Partnern volle Aktionsfreiheit zu geben, war uns in den Verhandlungen ein wichtiges Anliegen“, sagt Irene Fialka, Geschäftsführerin des universitären Gründerservices Inits in Wien. Die ägyptischen Partner konzentrieren sich dementsprechend auch auf die Entwicklung von Pilotanlagen und zusammen mit Solabolic um die Optimierung der neuen Technologie.

Die Zusammenarbeit wird dabei in den nächsten ein bis zwei Jahren in drei Stufen erfolgen. Zunächst werden die Projektpartner die technischen Parameter spezifizieren und definieren. Dann folgt die Installation einer Pilotanlage. Dabei helfen die Ägypter bei der Suche nach einem geeigneten Standort. Diese Pilotanlage wird in einer dritten Projektphase konkret getestet. Die Herstellung und Installation der Kollektoren wird dabei gemeinsam mit einem ägyptischen Universitätsinstitut erfolgen. (Sven Ullrich)