DLR: Mit DUKE und DISS Senkung der Stromgestehungskosten möglich
Wissenschaftler des DLR-Instituts für Solarforschung haben im Projekt DUKE (Durchlaufkonzept – Entwicklung und Erprobung) erfolgreich ein neues Verfahre (DISS – Direct Solar Steam) zur solaren Dampferzeugung getestet. Der Dampf für die Stromerzeugung wird dabei direkt in den Receiverrohren erzeugt. Zwischenschritte über Wärmeträgermedien fallen damit weg; zudem sind höhere Betriebstemperaturen von bis zu 500 Grad Celsius möglich (Solarify berichtete). Durch die neue Technologie können KParabolrinnen-(CSP-)Kraftwerke kostengünstiger Strom erzeugen.
Die Solarforscher erprobten das Konzept in einer Parabolrinnen-Testanlage der Plataforma Solar de Almería (PSA) des spanischen Kooperationspartners CIEMAT (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas). Eine bestehende Testanlage wurde dafür mit neuen Kollektoren des Industriepartners Solarlite aus Mecklenburg-Vorpommern erweitert. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.
Fast alle bislang gebauten kommerziellen Parabolrinnenkraftwerke nutzen ein synthetisches Thermoöl als Wärmeträgermaterial in den Receiverrohren der Sonnenkollektoren. Das Öl wird durch die konzentrierte Solarstrahlung erhitzt und zu einer zentralen Stelle im Solarkraftwerk geleitet. Dort erhitzt die Wärme des Öls Wasser und es entsteht Wasserdampf, der eine Turbine zur Stromerzeugung antreibt. Der große Nachteil des Öls: da es sich nur auf eine Temperatur bis 400 Grad Celsius erhitzen lässt, sind die Möglichkeiten der Effizienzsteigerung begrenzt. Denn je höher die Temperatur des Wärmeträgermediums ist, desto höher kann auch der Dampf zur Stromerzeugung erhitzt werden und desto weniger Dampf wird für die gleiche Stromerzeugung mit der verfügbaren Solarstrahlung benötigt. Die Anlage kann somit kleiner dimensioniert werden, die Kosten pro Kilowattstunde erzeugten Solarstroms sinken.
Die Vorteile der Direktverdampfung: Der Wasserdampf kann auf höhere Temperaturen erhitzt werden als das Thermoöl. Wasser ist zudem überall zu geringeren Kosten als andere Wärmeträgermedien verfügbar, weder brennbar noch umweltgefährdend. Im nun erfolgreich getesteten neuen Verfahren setzten die Forscher die Direktverdampfung im sogenannten Durchlaufkonzept um.
Folgt: Das Funktionsprinzip der solaren Direktverdampfung im Durchlaufkonzept