Die andere Art von Solarenergie: Konzentrierende Solarenergie (CSP)

Wenn die meisten Menschen an Solarenergie denken, stellen sie sich Solarphotovoltaik vor, die Technologie, bei der Sonnenlicht über den pn-Übergang eines Halbleitermaterials wie Silizium direkt in (Gleichstrom-)Strom umgewandelt wird. Tatsächlich handelt es sich in Australien um die meisten Solaranlagen dieser Art – die in den meisten Solaranlagen für Privathaushalte verwendeten Solarmodule bestehen entweder aus polykristallinem Silizium, monokristallinem Silizium oder amorphem Dünnschichtsilizium. Die andere Hauptmethode zur Nutzung der Sonnenenergie ist jedoch die konzentrierte Solarenergie (CSP), die die Sonnenstrahlen bündelt, um Wärme zu erzeugen. Welche verschiedenen Arten von CSP gibt es?

Während Photovoltaik selbst für kleine Solarprojekte in Privathaushalten effizient und kostengünstig sein kann, wird die CSP-Technologie normalerweise im mittleren bis großen Maßstab eingesetzt und ist für kleine Anwendungen nicht besonders effizient. Es gibt vier Haupttypen konzentrierter Solartechnologie, die in kommerziellen Solarkraftwerken auf der ganzen Welt zu finden sind: Parabolrinnen, Fresnel-Reflektoren, Schüssel-/Motorsysteme und Solarstromtürme. Alle diese Technologien nutzen die Kraft der Sonne, um Flüssigkeiten zu erhitzen (solarthermisch) und Turbinen zu drehen, wodurch Energie erzeugt wird, ähnlich wie herkömmliche Kraftwerke. Die Arten von CSP werden im Folgenden kurz beschrieben.

Parabolrinne

Die Parabolrinnen-Technologie besteht aus einer Reihe linearer Reflektoren, die das Sonnenlicht auf einen Stab oder ein Rohr fokussieren, das sich über die gesamte Länge jeder Rinne erstreckt. Das Rohr ist mit einer Flüssigkeit, manchmal einer Salzschmelze, gefüllt, die nach dem Erhitzen durch ein Rohrnetz gepumpt und zum Kochen von Wasser und zum Antreiben einer Turbine verwendet wird. Diese Technologie ist eine der am weitesten verbreiteten CSP-Technologien. Ein Beispiel für die eingesetzte Solartrog-Technologie ist die Nevada Solar One-Anlage in Boulder City, Nevada; 64 MW auf 400 Hektar.

Parabolrinnen beim Nevada Solar One-Projekt – Boulder City, Nevada (Foto von www.acciona-na.com)

Kompakte lineare Fresnel-Reflektoren (CLFR)

Die CLFR-Technologie ist mit der Parabolrinnen-Technologie vergleichbar, mit dem Unterschied, dass sich unter mehreren Absorberrohren mehrere flache Reflektoren befinden. Die Reflektoren konzentrieren die Sonnenenergie auf die Röhren, die wiederum eine Flüssigkeit im Inneren erhitzen, die zum Kochen von Wasser und zum Drehen von Turbinen verwendet wird. Die CLFR-Technologie ist nicht so effizient wie Solarrinnen, kann jedoch kostengünstiger sein, da die Reflektoren nicht gebogen werden müssen. Die CLFR-Technologie soll zur Ergänzung des Stroms eines Kohlekraftwerks in Kogan Creek, Queensland, eingesetzt werden.

Ausras Kimberlina CLFR-Anlage in Bakersfield, Kalifornien (Bild von www.ausra.com)

Schüssel-/Motorsysteme

Schüssel-/Motorsysteme funktionieren im Wesentlichen nach dem gleichen Prinzip wie der sogenannte Solare Todesstrahl, den ein Teenager aus Indiana in seinem Hinterhof entworfen hat: ein oder mehrere Spiegel, die auf einer abgerundeten Schüssel angeordnet sind und das Licht auf einen Punkt reflektieren und konzentrieren. Sie ähneln eigenständigen Parabolreflektoren und können effizient und skalierbar sein, wenn sich Sterling-Motoren oder andere Wärmesammelgeräte dort befinden, wo sich das Licht konzentriert. Ein Beispiel für ein verwendetes Dish-System ist das clever benannte „Big Dish“ von ANU (siehe Abbildung unten).

„Big Dish“ der Australian National University (Bild von solar-thermal.anu.edu.au/)

Solarstromtürme (Solarreceiver)

Viele stellen sich Solartürme vor, wenn sie an konzentrierte Solarenergie denken. Solarturmprojekte können riesig und dramatisch sein. In der Mitte eines großen Landstreifens wird ein großer Turm aufgestellt, und reflektierende Konzentratoren sind auf einen Punkt im Turm gerichtet, wo eine Flüssigkeit (häufig geschmolzene Salze) erhitzt, gepumpt und zum Antreiben von Turbinen und zur Stromerzeugung verwendet wird. Abhängig von der Art des verwendeten Mediums kann der in solchen Anlagen erzeugte Strom auch bei schlechtem Wetter oder abends, wenn die Sonne nicht scheint, in der Flüssigkeit gespeichert werden. Die Planta Solar 10 in Sevilla (Sanlúcar la Mayor), Spanien, ist ein leuchtendes Beispiel dieser Technologie und die erste rein kommerzielle „Empfänger“-Anlage der Welt, die in Betrieb ist.

PS10 Planta Solar in Sevilla, Spanien (Quelle:

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