Inhalt
Solarthermische Stromerzeugung
Bereits heute erreichen solarthermische Kraftwerke Stromerzeugungskosten von 6 bis 15 Cent/kWh und sind damit die kosteneffizientesten Sonnenkraftwerke überhaupt. Schon mittelfristig sind sie zu großen Kohle- und Gaskraftwerken konkurrenzfähig. Über 500 MW an solarthermischer Kraftwerks-kapazität befindet sich derzeit weltweit im konkreten Planungsstadium. Weltweit gibt es bereits heute Produktionskapazitäten für jährlich 200 MW an solarthermischer Kraftwerksleistung.
Parabolrinnen-Kraftwerk
Gut bekannt sind die Parabolrinnen-Kraftwerke der Kramer-Junction in Kalifornien mit einer Leistung von 30 MW. In solarthermischen Kraftwerken wird die Sonnenstrahlung durch Spiegel konzentriert. Im Brennpunkt entstehen sehr hohe Temperaturen, die Wasser verdampfen und damit Turbinen zur Stromerzeugung antreiben können.
Bei einem Ölpreis von 40 $ je Barrel wären die solarthermischen Kraftwerke schon heute wirtschaftlich. Europa und insbesondere Deutschland haben heute in dieser Technologie einen Spitzenplatz.
Man unterscheidet zwischen einachsig- und zweiachsig fokussierenden solarthermischen Kraftwerken. Zweiachsige Systeme sind komplexer und daher noch nicht so weit entwickelt. Dennoch haben sie einen höheren Wirkungsgrad.
Einige zweiachsige solarthermische Kraftwerke sind bereits 1980 gebaut worden mit einer Leistung von 10 MW, so der "Solar One".
Multi-Tower Solar Array (MTSA).
Besonders interessant ist eine deutsch/australische Entwicklung: der Multi-Tower Solar Array (MTSA). Er wurde von Philipp Schramek, einem Deutschen, und seinem australischen Mentor Dr. David Mills entwickelt. Das System besteht aus nahezu flachen Spiegeln, die die Sonnenstrahlen auf einen Turm fokussieren. In der Turmspitze trifft die hochkonzentrierte Solarstrahlung auf ein PV-Modul aus Halbleitern.
Da die Wärme aus dem Modul abgeführt werden muss, erzeugt das System auch nutzbare Wärme, also sozusagen eine Kraft-Wärme-Kopplung. Das System kann in verschiedenen Größen gebaut werden und läßt sich auch innerstädtisch gut und verträglich unterbringen. Im Jahresdurchschnitt erzielt das System einen Wirkungsgrad von 25%. In Deutschland (München) erhält man dabei einen Output von 125 kWh je Quadratmeter und Jahr. Eine PV-Anlage liefert im Vergleich dazu 95 kWh je Quadratmeter und Jahr.Schramek und Mills rechnen damit, dass der Strom aus dem ersten(!)MTSA-Kraftwerk nur halb so viel kosten wird, wie aus einer PV-Anlage.
Kohle und Sonne
Besonders kostengünstig sind solarthermische Kraftwerke in Verbindung mit bereits bestehenden Kohle-Kraftwerken. Alle Einrichtungen zur Stromerzeugung und zum Stromtransport gibt es dort ohnehin bereits. Solarthermische Komponenten können den Kohleeinsatz der Kraftwerke vermindern. Wegen der geringeren Investitions-kosten ist die Wirtschaftlichkeit in dieser Verbindung hervorragend: Ein Kilowatt installierter Kraftwerksleistung kostet 700 bis 1.500 Euro. Selbst wenn nur ein beschränkter Anteil an Brennstoffen je Kraftwerk eingespart werden, ergibt sich über alle Kraftwerke zusammen eine sehr große Einsparung. Nach und nach lassen sich diese Solarfelder mit steigenden fossilen Brennstoffkosten erweitern. Bei weiter steigenden Brennstoffpreisen dient dann der fossile Kraftwerksteil nur noch als Reservekapazität. Diese Einsatzmöglichkeit eröffnet der neue Technik eine gute Chance, sich zu entwickeln und zu beweisen. Diese weltweit kostengünstigste Art der solaren Stromerzeugung ist aber von allen Förderungen ausgeschlossen, weil hier solare mit fossiler Stromerzeugung kombiniert wird.
Sinnvoll und möglich wäre die solarthermische Stromerzeugung im Süden der EU. Der Import von solarthermisch erzeugtem Strom aus den Südländern der EU wäre kostengünstiger Solarstrom. Dies wird jedoch in der EU nicht nach den jeweiligen nationalen Förderprogrammen unterstützt.
Auch für eine Kombination mit Biomassekraftwerken eignen sich solarthermische Kraftwerke. Die Stromerzeugung erfolgt dort rein regenerativ, die doppelt genutzten Generatoren erhöhen die Wirtschaftlichkeit.
Das Solarmundo-Konzept besteht aus einer fokussierenden Rinne. Ein Prototyp wurde in Belgien erfolgreich getestet. Mittelfristig sind Stromerzeugungskosten von 5 Cent/ kWh realistisch. Je Quadratkilometer Kollektorfläche lassen sich 111 MW Spitzenlast erzielen.