Solarthermie der Zukunft: Energie aus der Turmspitze

Solarkraftwerk liefert erstmals 24 Stunden lang Strom

Torresol Energy (Joint Venture zwischen der Technologie-Gruppe SENER und Masdar, Abu Dhabi) hat in Fuentes de Andalucía (Sevilla) das Sonnenkraftwerk Gemasolar gebaut, eine Weltneuheit: das erste kommerzielle solarthermische Kraftwerk mit Energiekonzentration auf einen zentralen Turm-Empfänger und einem Speichersystem aus geschmolzenem Salz. Es hat einen deutlich höheren Wirkungsgrad als andere Solar-Kraftwerke. Mit dem Salz-Speichersystem kann Strom für 15 Stunden ohne Sonne produziert werden,also nachts oder bei bewölktem Himmel. Damit wird  Solarenergie berechenbar und grundlastfähig.

Torresol-Gemasolar, das erste Solarkraftwerk mit Salzschmelze-Speicherung

Ziel ist Kostensenkung in der Solarthermie. Gemasolar hat 19,9 MW, und produziert 110 GWh pro Jahr saubere und sichere Energie für 27.500 Haushalte. So hilft es, 30.000 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr zu vermeiden, da wären 89.000 Tonnen Braunkohle oder 28.600 Tonnen Öl  (Verringerung des Handelsdefizits). Das Projekt wurde mit 171 Mio. Euro in einem Joint Venture von mehreren europäischen Finanzinstituten (Banco Popular, Banesto, Instituto de Credito Oficial, EIB) finanziert.

Das Solarfeld aus 2.650 beweglichen Heliostaten

Funktionsweise des Systems
Gemasolar ist das erste solarthermische Großkraftwerk mit Flüssigsalz als Wärmespeicher. Es wird auf 565 Grad Celsius erhitzt und hat eine Speicherkapazität von 15 Stunden. Gemasolar liefert nicht nur zu Sonnenzeiten Strom, sondern rund um die Uhr, ohne die beträchtlichen Kosten, die bei einer Batteriespeicherung anfallen würden.
Die konzentrierte Solarenergie nutzt das direkte Sonnenlicht, das durch Spiegel auf einen Punkt gebündelt wird, an dem eine Flüssigkeit zirkuliert. Die Wärme wandelt diese Flüssigkeit in Dampf um, der dann eine Turbine antreibt. Die Heliostaten (Planspiegel), die um den zentralen Turm (Solarabsorber) des Kraftwerks gruppiert sind, reflektieren die Sonnenstrahlen auf einen Empfänger an der Spitze dieses Turms, in der sich die zirkulierenden Flüssigkeit befindet.
Die innovative Anlagentechnik nutzt die heiße Flüssigkeit nicht nur zur Erzeugung von Dampf, sondern dient auch dazu, Wärme in Tanks mit geschmolzenen Nitratsalzen zu speichern. Wenn die Wärmestrahlung größer ist als die Nachfrage, werden Teile dieser Salze in einem heißen Tank gelagert. So wird die Wärme für den Einsatz in Zeiten geringer Sonneneinstrahlung erhalten.

Die Heliostaten richten sich automatisch auf den Turm aus

Solarfeld
Das Solarfeld besteht aus 2.650 beweglichen Heliostaten, deren Montage nur sieben Monate benötigte. Die Spiegel sind in konzentrischen Kreisen um den Solarturm herum angeordnet; die am weitesten entfernt stehenden haben einen Abstand von ca. 1 km zum Turm. Jeder Heliostat hat eine Spiegelfläche von 120 m2, die kontinuierlich auf den Solarturm ausgerichtet ist und der Position der Sonne nachgeführt wird. Diese Solar-Konzentrations-Technik erfordert ein hohes Maß an Ausrichtungsgenauigkeit.

Turm und zentraler Empfänger
Der Turm von Gemasolar ist 140 Meter hoch und hat als Besonderheit einen zylindrischen Empfänger von hoher Effizienz an der Spitze des Turms, der von SENER konzipiert und patentiert wurde. Der Gemasolar-Empfänger kann 95% der Solarstrahlung aufnehmen und diese Energie an die Salzschmelze, die im Inneren zirkuliert, weitergeben.

Prinzipielle Vorteile von Gemasolar

  • Speicherkapazität von hoher Temperatur:
  • Dank des Speichersystems ist der Betrieb der Anlagen nicht sofort durch eine Wolke oder einen plötzlichen Sturm betroffen. Eine Wolke wirkt sich auf die Produktion erst etwa 6-15 Stunden später aus.
  • Da die Turbine nicht jede Nacht gestoppt werden muss, wird ihre Lebensdauer verlängert.
  • Die elektrische Leistung der Turbine ist berechenbarer. Es kann der Zeitpunkt gewählt werden, zur der das Kraftwerk ans Netz geht, was entweder nachts oder zu Zeiten hoher Nachfrage sein kann.
  • Die Leistung der Anlage ist maximiert. In Gemasolar wird erwartet, dass der Betrieb 6.450 Stunden im Jahr erfolgen kann, was den Ertrag maximiert.

Betrieb mit niedrigen Risiken:

  • Es gibt kein mobiles System von Röhren oder Thermoölen.
  • Alle Flüssigkeiten konzentrieren sich in einem Bereich, was den Wärmeverlust und die Wartungskosten reduziert.
  • Die gleiche Flüssigkeit wird für die Lagerung und den Transport der Wärme verwendet, was den Wärmeaustausch reduziert.

->Quelle – mehr unter: www.torresolenergy.com
Fotos © SENER / Torresol Energy – 28.05.2012