Stromerzeugung mit Sonnenkollektoren


 
Will man mit Solarthermie Strom erzeugen, müssen höhere Temperaturen erreicht werden, als dies mit Flachkollektoren möglich ist.

Dazu muss die einfallende Sonnenstrahlung durch Spiegel oder Linsen konzentriert werden, ehe sie auf den Absorber gelenkt wird; man spricht von konzentrierenden Kollektoren. Dabei können Temperaturen von mehr als 1.000 °C erreicht werden. Für die Stromerzeugung genügen bereits Temperaturen, wie sie zur Dampferzeugung üblich sind.

Es gibt zwei Typen von konzentrierenden Anlagen.

Bei Farmanlagen sind die Kollektoren über eine große Fläche verteilt. Rinnenkollektoren bestehen aus langen, rinnenförmigen Hohlspiegeln, in deren Brennpunkt sich ein Absorberrohr befindet, wo sich ein Trägermedium auf etwa 400 °C erhitzt. Die einzelnen Rinnenkollektoren sind durch Sammelleitungen verbunden, die das Absorbermedium einem Wärmetauscher zuführen, in dem Wasser verdampft wird.

Der Rest ist konventionelle Technik wie bei einem Wärmekraftwerk zur Stromerzeugung. Im sonnenreichen Kalifornien sind bereits etliche solcher Anlagen zur Stromerzeugung erbaut worden, die insgesamt 350 MW elektrische Leistung liefern.

Temperaturen bis zu 1 200 °C erzielt man mit Turmkraftwerken. Bei ihnen wird ein ganzes Feld von Spiegeln auf einen Brennpunkt ausgerichtet, in dem sich der zentrale Absorber mit dem zu erhitzenden Medium befindet.

Demonstrationsanlagen wurden bisher in Spanien, Japan, Frankreich, Italien und den USA errichtet.

Den höchsten Wirkungsgrad erreichen konzentrierende Kollektoren, bei denen der Absorber im Brennpunkt eines Parabolspiegels liegt. Wird der Absorber unmittelbar mit einem so genannten Stirling-Motor und dieser mit einem Generator zur Stromerzeugung gekoppelt, lässt sich mit einem Parabolspiegel von 17 m Durchmesser eine elektrische Leistung von 50 kW erzielen.

Allerdings wird die Solarthermie im Hochtemperaturbereich bislang nur vereinzelt genutzt.

Nach Ansicht von Experten bieten aber zum Beispiel die Länder des Mittelmeerraums und anderer sonnenreicher Gebiete gute Voraussetzungen für die Errichtung von solarthermischen Kraftwerken.