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Energieproduktion mit solarthermischen Kraftwerken

Parabolrinnenkraftwerke auf Wasserdampfbasis für die kleinindustrielle Nutzung

Energieproduktion mit solarthermischen Kraftwerken Parabolrinnenkraftwerke auf Wasserdampfbasis für die kleinindustrielle Nutzung

9/2012

Die Sonne ist die größte Energiequelle und die Solarthermie ein effizienter Weg, Sonnenenergie für die Deckung des weltweiten Energiebedarfs zu nutzen. Nach einer Greenpeace Studie, könnten solarthermische Kraftwerke bereits im Jahr 2050 mehr als 25 % des weltweiten Energiebedarfs decken. Sie werden in der Zukunft der Energieversorgung also eine wachsende Rolle spielen. Denn solarthermische Kraftwerke erreichen hohe Wirkungsgrade und bieten eine klima- und ressourcenschonende Form der Energieproduktion.

 

Der Unterschied zu konventionellen Kraftwerken besteht darin, dass die für die Dampferzeugung benötigte Energie von der Sonne kostenfrei zur Verfügung gestellt wird. Vereinfacht lässt sich die Funktionsweise wie folgt beschreiben: Parabolspiegel bündeln das Sonnenlicht auf ein Absorberrohr, das sich in der Brennlinie befindet. Die Sonne wird in Wärme umgesetzt und an das Wärmeträgermedium (Thermalöl, geschmolzenes Salz oder wie bei Solarlite Wasser) abgegeben. Dabei werden hohe Temperaturen bis 500 °C erreicht. Mit dem entstehenden Dampf wird an einer Turbine und einem Generator Strom produziert. Schwankende Sonneneinstrahlung kann durch einen Wärmespeicher und/oder durch Kombination mit anderen Energiequellen ausgeglichen werden, so dass eine ganzjährige Energieversorgung sichergestellt werden kann. 

 

Solarthermie ist die nachhaltigste Form der Energiegewinnung in Bezug auf Umwelt, Ressourcen und Verfügbarkeit. Ein wesentlicher Vorteil ist die hohe Flexibilität der Technologie. Solarthermische Kraftwerke sind kombinierbar mit allen anderen fossilen und erneuerbaren Energiequellen und können so als Hybrid-Lösung grundlastfähig sein. Die Kraftwerkstechnologie bietet die Option der Kraft-Wärme-Kopplung, was die Leistungsfähigkeit erhöht und eine Erweiterung der im Markt gängigen Betriebskonzepte darstellt, die entweder Strom oder Prozesswärme bereitstellen. Zusätzlich kann die vorhandene Restwärme der Anlagen für weitere industrielle Anwendungen genutzt werden. 

 

Mit den Innovationen der Solarlite GmbH entsteht eine neue Generation solarthermischer Kraftwerke. Mit dem SL 4600 ist dem Unternehmen die Entwicklung eines Parabolrinnen-Kollektors gelungen, der eine Kombination aus Glasfaser-Komposit-Material und einem effizienten Dünnschichtglas ist. Die Einfachheit der Konstruktion in Verbindung mit der Verwendung neuer Materialien und Materialkombinationen ermöglicht die Massenproduktion eines optischen Instruments mit hoher Präzision bei gleichzeitiger starker Gewichts- und Kostenreduktion. Weltweit ist die Solarlite GmbH das erste und einzige Unternehmen, das die Direktverdampfung als Betriebskonzept in Parabolrinnenanlagen kommerziell einsetzt. Die Technologie macht das gesamte Kraftwerk deutlich umweltfreundlicher und hat weitere entscheidende Vorteile im Vergleich zu anderen Betriebstechnologien. Mit dem Einsatz von Wasser/Dampf als Wärmeträger sind höhere Betriebstemperaturen bis zu 500 °C möglich. Unter Verwendung von Thermalöl liegt die maximale Betriebstemperatur bei 395 °C. Das Solarfeld ist weniger komplex durch den Wegfall von Komponenten (Wärmetauscher, Ölpumpen, Öltank). Die Direktverdampfung arbeitet als Einkreissystem, Öl oder Flüssigsalz benötigen ein Zweikreissystem. Wärmeübertragungsverluste werden durch den Wegfall von Wärmetauschern deutlich reduziert. Letztendlich ist die Direktverdampfung durch den Wegfall des Thermalöls als Wärmeträgermedium kostengünstiger, erreicht eine deutlich höhere Effizienz und damit letztendlich auch niedrigere Stromentstehungskosten.

 

„Das Anwendungsspektrum der Technologie ist breit. Die Flexibilität und die einfache Integrationsmöglichkeit in bestehende Anlagen können wesentlich dazu beitragen, den Wandel hin zu einer weltweiten Energieversorgung durch erneuerbare Energien  zu beschleunigen.“, Dr. Joachim Krüger

 

Mit den Solarlite Innovationen werden auch kleine und mittlere Kraftwerksgrößen, die oft den Anforderungen kleinerer und mittlerer Industrieunternehmen entsprechen, wirtschaftlich. Solarlite-Kraftwerke können in Kraft-Wärme-Kopplung betrieben werden, produzieren Strom und gleichzeitig Prozesswärme für industrielle Anwendungen. Sie können in bestehende Anlagen integriert und mit fossilen oder anderen erneuerbaren Energiequellen kombiniert werden (z.B. Biomasse, Geothermie, Öl). Die Technologie eignet sich zur Energieerzeugung und Einspeisung ins Netz genauso wie zur Deckung des Energiebedarfs kleiner und mittlerer industrieller Unternehmen mit hohem Energiebedarf, wie zum Beispiel Hotellerie, Lebensmittelproduktion oder Textilindustrie. Gerade unerschlossene ländliche Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung können so mit Energie versorgt werden. Potenziale für die Anwendung der Technologie  ergeben sich durch die Erzeugung von Prozesswärme für industrielle Anwendungen, wie zum Beispiel zur Erzeugung von Absorptionskälte für Klimaanlagen oder der Meerwasserentsalzung.

 

Solarlite hat sich für Wasser/Dampf als Wärmeträger entschieden und diese Technologie kontinuierlich getestet und weiter entwickelt. Das erste kommerzielle Parabolrinnen-Direktverdampfungs-Kraftwerk mit einer Leistung von 5 MWel lieferte im November 2011 das erste Mal Strom in das öffentliche Energienetz Thailands. Eine weitere Anlage mit einer Leistung von 9 MWel soll bis Ende 2013 in den Betrieb gehen. Im Frühjahr 2012 wurde eine Tri-Generation Demonstrationsanlage zur Erzeugung von Strom, Wärme und Kälte im Solar Energy Parc der Naresuan University Phitsanulok in Thailand fertiggestellt. 

 

www.solarlite.de

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