Konzentrierte Solarthermie (concentrated solar thermal – CST) ist eine Technologie, die bisher mit viel Aufwand verbunden ist. Denn die riesigen Spiegel, mit denen die Sonne eingefangen und auf eine Röhre mit einem Wärmeträger konzentriert wird, sind schwer und benötigen eine üppige Unterkonstruktion. Dies haben Forscher:innen der Universität von Südaustralien (UniSA) und der Charles Sturt Universität (CSU) zusammen mit den Entwickler:innen des Solaranlagenplaners Impacts Renewable Energy in Brisbane geändert.
Erstes Pilotprojekt gebaut
Denn sie haben die schweren Glasspiegel durch leichtere Kunststoffspiegel ersetzt. Mehr als zehn Jahre haben die Projektpartner verschiedene Materialien und Beschichtungen getestet und entwickelt. Jetzt entsteht die erste Pilotanlage mit der neuen Technologie. Dieses umfasst zwei maßstabsgetreue Modelle, die jeweils aus 16 thermogeformten und beschichteten Paneelen bestehen. Gebaut wird das Pilotprojekt auf dem „Weinberg der Zukunft“ der CSU in Wagga Wagga, etwa 150 Kilometer westlich von Brisbane, getestet.
Einfacher transportieren
Die Spiegel sind mit einer mehrschichtigen Aluminium-Siliziumdioxid-Reflexionsbeschichtung versehen, die vom Institut für Zukunftsindustrien der UniSA entwickelt und patentiert wurde. Diese wurde von Impacts Renewable Energy durch eine physikalische Abscheidung aus der Gasphase aufgebracht. Dadurch ist die Haltbarkeit und optimale Sonnenreflexion gewährleistet. Der Vorteil dieser neuen Paneele ist ihr geringes Gewicht. Denn der Transport und die Installation der gebogenen und zerbrechlichen Spiegel der bisherigen CST-Systeme sind mit einem großen Aufwand verbunden. Die neuen Paneele hingegen lassen sich flach verpacken, transportieren und einfach zusammenbauen. Die schlanke Logistik und der Einsatz der neuen Materialien machen dieses neue System sehr preiswert.
Geringe Kosten, einfache Installation
Mit der Technologie haben die Forscher:innen primär die Bereitstellung von Prozesswärme für die Industrie im Blick. „Industrieprozesse sind für 25 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs und für 20 Prozent der globalen CO2-Emissionen verantwortlich“, erklärt Marta Llusca Jane von der UniSA, die das Projekt leitet. „Leider sind die meisten Technologien der erneuerbaren Energien nicht in der Lage, die hohen Temperaturen, die in diesem Bereich gebraucht werden, bereitzustellen. Unsere kunststoffbasierte CST-Technologie schließt diese Lücke und bietet gleichzeitig erhebliche Kosten- und Installationsvorteile.“
Neue Studie: Solarthermie halbiert Kosten für Prozesswärme
40 Prozent weniger Energiekosten
Industrieprofessor Colin Hall, Erfinder der Technologie zur Beschichtung von Kunststoffspiegeln, die derzeit in der Automobilindustrie eingesetzt wird, ist überzeugt, dass die Zeit für solche Innovationen reif ist. „Wir erleben Rekordpreise für fossile Brennstoffe und einen zunehmenden Druck auf die Industrie, den CO2-Ausstoß zu verringern“, sagt Colin Hall.
Handbuch Solarthermie zeigt die Möglichkeiten für die Sonnenwärme vom Dach
Er ist sich sicher, dass die neue CST-Lösung einen gangbaren Weg zu emissionsfreier Prozesswärme ist und die Kosten für die Unternehmen erheblich senkt. Marta Llusca Jane beziffert die Einsparungen durch die Nutzung von erneuerbarer Prozesswärme für die Agrarwirtschaft und die Industrie auf etwa 40 Prozent.
Strom erzeugen ist möglich
Natürlich kann an das CST-System auch ein Dampfkreislauf angeschlossen werden. Damit können die Anlagen auch mittels einer Turbine Strom produzieren. Doch die Wärmeproduktion mit Temperaturen von 100 bis 400 Grad Celsius steht im Mittelpunkt. Solche Temperaturen werden unter anderem in der Lebensmittelindustrie oder im Bergbau benötigt. Die Anlagen sind aber auch für die Landwirtschaft geeignet, etwa für das Trocknen von Getreide oder Hülsenfrüchten. Weitere Anwendungen, die die Projektpartner im Blick haben, sind die solare Wasserentsalzung oder die Wiederaufbereitung von verschmutztem Grundwasser sowie die Abwasserbehandlung.
