Turmkraftwerk

Die Idee des Sonnenturms ist nicht neu, sie geht im Grunde auf den Erfinder des Entfernungsmessers, den Engländer Archibald Barr (1855 – 1931) im Jahre 1896 zurück, wurde aber erst 1957 von den sowjetischen Physikern Aparase, Baum und Garf wieder aufgegriffen, die ein Modell des Sonnenturm im Maßstab 1:50 bauten. Solarify dokumentiert hier einen Auszug aus der sehr guten historiuswchen Darstellung von  Energyprofi.com, dem “Webportal, Community und Video Portal für alles rund um das Thema erneuerbare Energie”.

Bei derartigen Systemen werfen ausgedehnte Felder von sonnennachgeführten Spiegeln (Heliostate) ihre Strahlen auf die Spitze eines hohen Turmes, wo sich ein Dampfkessel befindet, dessen Druck dann eine Turbine zur Erzeu­gung elektrischer Energie antreibt. Die erreichbaren Temperaturen betragen durch den Konzentrationsfaktor von 300 bis 500 im allgemeinen zwischen 200°C und 800°C, der Wirkungsgrad wird mit 11 % angegeben. Schon 1975 entwickelte MBB in Zusammenarbeit mit einer italienischen Firma eine 1-MW-Sonnenturm-Kraftwerkskomponente.

In der Anlage von Almería gelang es Anfang 2003 erstmals, durch Solareinstrahlung Luft so stark aufzuheizen, daß damit eine Gasturbine angetrieben werden konnte. Grundlage des Kraftwerks sind drei Solartürme, auf deren Spitzen eine Vielzahl von Spiegeln rund das 500fache der normalen Sonnen-Einstrahlung reflektieren. In den Turmspitzen sitzen als Energieabsorber neu entwickelte volumetrische Receiver, die aus einer stark porösen Metall- oder Keramikstruktur bestehen, die sich durch die extreme Einstrahlung sehr hoch erhitzt. Die Luft strömt durch die Hohlräume, erhitzt sich dabei selbst und strömt dann zur Gasturbine. Während die Receiver zusammen genommen auf eine Leistung von 1 MW kommen, erzeugt die Gasturbine daraus 250 kW elektrische Leistung.

Bisherige Turm-Solarkraftwerke waren einstufig ausschließlich mit Heiß-Dampf-Turbinen ausgestattet. Die neue Technik erlaubte es dagegen, mit der die Gasturbine verlassenden, immer noch heißen Luft über einen Wärmetauscher zusätzlich Dampf zu erzeugen und mit diesem eine nachgeschaltete Dampfturbine anzutreiben. Dadurch ließ sich ein Gesamtwirkungsgrad von 58 % erzielen. Das Projekt wurde von deutscher Seite vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), und von spanischer Seite von der Plataforma Solar de Almería betrieben, hinter der das spanische Wissenschafts- und Technologie-Ministerium steht.

2004 war Baubeginn für das erste kommerzielle Turmkraftwerk der Welt. Das Kraftwerk des spanischen Technologiekonzerns Abengoa im andalusischen Sanlúcar la Mayor bei Sevilla liefert mit einer Leistung von 11 MW Strom für 10.000 Familien.

Und 2008 ging Deutschlands erstes solarthermisches Turmkraftwerk in Betrieb. Die 1,5 MW Anlage war von den Stadtwerken Jülich, dem Solar-Institut der FH Aachen, der DLR in Köln und der Firma Kraftanlagen in München konzipiert worden. Als Projektkosten wurden 21,7 Mio. € genannt. Im Brennpunkt eines sonnennachgeführten Spiegelfeldes von 20.000 m² befindet sich auf einem rund 50 m hohen Turm der Receiver, eine Siliziumkarbidfläche, die wie bei einem Katalysator von vielen kleinen Kanälen durchzogen ist. Dort entsteht 1.000° C heißer Wasserdampf, mit dem die Dampfturbine angetrieben wird.

Australiens Regierung kündigte im Oktober 2006 an, sich mit 75 Mio. AU $ (45 Mio. €) an den Baukosten von 420 Mio. AU $ (rund 254 Mio. €) zu beteiligen, die für das größte Sonnenturmkraftwerk der Erde vorgesehen sind, mit dessen Bau 2008 im südöstlichen Bundesstaat Victoria begonnen werden sollte. Das Kraftwerk, dessen knapp 20.000 Spiegel von jeweils 26 m² Fläche die Sonnenstrahlen auf das Zentrum konzentrieren, liefert seit 2013 nach seiner Fertigstellung 154 MW Strom für 45.000 Haushalte.
->Quelle: energyprofi.com