Solarthermische Kraftwerke nutzen anders als die Photovoltaik-Zellen die Energie der Sonne nur zur Erhitzung einer Flüssigkeit und nicht direkt zur Stromerzeugung. Im Grunde sind es riesige Brenngläser, die der Sonne nachgeführt werden und die Strahlungsenergie auf eine Stelle konzentrieren.

Das Heliostatenfeld dient dem "Einsammeln" der von der Sonne kommenden Strahlung. Es besteht aus einer großen Zahl sogenannter Heliostate. Dabei handelt es sich um große, leicht gekrümmte Spiegel, die zweiachsig der Sonne nachgeführt werden können. Die Strahlung wird ähnlich wie bei einem Brennglas in einen Brennpunkt (besser: Brennfleck) konzentriert, der sich auf der Spitze eines Turmes befindet. Der Konzentrationsfaktor beträgt dabei etwa 500 bis 1000-fach.

In dem von der EU mit geförderten Projekt PS10 führte das Institut für Technische Thermodynamik des DLR eine ökonomische Bewertung verschiedener Receiverkonzepte durch. Im spanischen Kraftwerk wird daher ein sogenannter Sattdampfreceiver bei 260 Grad Celsius eingesetzt. Bei dieser Technologie wird ein Teil des Wassers verdampft und der Dampfanteil nach Abtrennung der Turbine zugeführt. Auch die numerische Betriebssimulation dieses ausgewählten Receivertyps war Aufgabe des DLR.

Das PS10-Kraftwerk soll nach Angaben der Betreiber zukünftig eine Jahresleistung von 23 Gigawattstunden (GWh) elektrischer Energie liefern, was etwa dem Verbrauch von 6000 Haushalten entspricht. Es besteht aus 624 Heliostaten mit einer Fläche von je 120 m². Diese sind nördlich des 120 Meter hohen Turms angeordnet, der wiederum den halbzylindrischen Receiver mit einer Fläche von rund 170 m² trägt.
Das PS10 Projekt wurde federführend vom Solarspezialisten SOLUCAR, einem Tochterunternehmen des spanischen Technologiekonzerns ABENGOA, geplant und errichtet. Die offizielle Einweihung fand kürzlich in Spanien statt, der Bau der nächsten, größeren Anlage mit 20 MWe in unmittelbarer Nachbarschaft hat bereits begonnen.

Im Vergleich zu den schon existierenden solarthermischen Parabolrinnenkraftwerken können mit Solarturmkraftwerken in Zukunft wesentlich höhere Arbeitstemperaturen erzielt werden. Die Sonnenstrahlung kann bis zu 1000-fach konzentriert werden. So ist es den DLR-Wissenschaftlern auf der Testanlage auf der Plataforma de Solar de Almeria bereits gelungen, im Receiver Hochtemperaturwärme von über 1000 Grad Celsius zu erzeugen. Mit diesen höheren Arbeitstemperaturen lassen sich zukünftig im angeschlossenen Kraftwerksprozess hohe Wirkungsgrade realisieren, weshalb sich die Experten vom Einstieg in die Solarturmtechnologie eine höhere Effizienz und langfristig niedrigere Stromgestehungskosten erwarten.

Solarthermische Turmanlagen stellen zudem die technologische Basis, um zukünftig solare Brennstoffe, wie beispielsweise Wasserstoff, ohne CO2-Emissionen herstellen zu können. Das DLR arbeitet bereits intensiv an der technischen Umsetzung dieser Perspektive.
(Quelle : DLR)