Solarthermische Kraftwerke
Wesentliche Techniken im Überblick, Stand: 29.3.2003Der folgende Überblick
 zu solarthermischen Kraftwerken soll die grundsätzliche Wirkungsweise der heute
 gängigen Techniken erläutern
  Alle dargestellten Kraftwerkstypen
 haben eines gemeinsam - sie werden auf Freiflächen installiert und zeichnen sich (mit Ausnahme der variablen Größe von Parabolspiegel-Kraftwerken) durch einen außerordentlich hohen Platzbedarf aus.
  Solarthermische Kraftwerke
 können in 2 Gruppen untergliedert werden:
  1)  Sonnenkollektoren
 oder Spiegel erhitzen ein Übertragungsmedium, mit dessen Hilfe in einem
 Wärmekraftwerk Strom erzeugt wird.
  Hier gibt es im wesentlichen
 folgende technische Lösungen:
  a. Solarturm-Kraftwerk
  Es folgen nähere Erläuterungen
 zu den einzelnen Techniken:
  Mehrere hundert oder gar
 tausend zweiachsig bewegliche computergesteuerte Spiegel (Heliostate) umgeben
 einen Turm. Die Spiegel werden fortlaufend auf die Sonne ausgerichtet und
 reflektieren das Sonnenlicht auf die Turmspitze.
  Das im nebenstehendem Bild
 dargestellte 10 MW - Solarturm-Kraftwerk "Solar One" in Barstow/Kalifornien
 besteht aus 1818 Heliostaten. Jeder einzelne Heliostat hat eine Spiegelfläche
 von 39,3 m². Das gewaltige Heliostaten- feld ist um einen 91m hohen
 Turm angeordnet.
  Solarturm-Kraftwerke können
 erst ab Leistungen über 30 MW auf Grund der hohen Investitionkosten
 wirtschaftlich betrieben werden. 10 MW-Turmkraftwerks in Barstow
 (Kalifornien)
  Quelle: http://www.diebrennstoffzelle.de/
  Das Sonnenlicht wird in langen,
 rinnenförmigen und parallel zueinander aufgestellten Hohlspiegeln
 focussiert, die einachsig der Sonne nachgeführt werden. Im Brennpunkt
 der Spiegel befindet sich ein Absorber-Rohr aus Metall/Glas. 
  In der kalifornischen Wüste
 sind mehrere Parabolrinnen-Kraftwerke mit Leistungen zwischen 30 und 80
 kW installiert. Der Flächenbedarf eines Parabolrinnen-Kraftwerks liegt
 zwischen 40-80 m2/kW. Bei dem im nebenstehenden Bild dargestellten Parabolrinnen-Kraftwerk
 dürfte die bebaute Fläche ca. 200 Hektar betragen. Bild: "Kramer Junction" /
 Kalifornische Wüste, 
  Bei Parabolspiegel-Anlagen
 werden fokussierende Spiegel von z.T. einigen Metern Durchmesser der Sonne
 nachgeführt. Die auftreffenden Strahlen werden auf einem im Brennpunkt
 montierten Stirling-Motor konzentriert. Der Stirling-Motor wandelt die
 Wärmeenergie direkt in mechanische Arbeit.
  Das im nebenstehenden Bild
 dargestellte Kraftwerk in Kalifornien besteht aus 700 Einzelanlagen.
  Solarthermisches Kraftwerk
 in Warner Springs, Kalifornien
  Mehrere, der Sonne nachgeführte
 Fangspiegel konzentrieren die Sonnenstrahlung punktgenau in einem Absorber,
 der sich in einem z.T. haushohen Hohlspiegel befindet. Die dabei erzeugte
 Temperatur kann bis zu 4000°C betragen. Das verdampfte Medium treibt
 einen Generator an.
  Bild: Im "Sonnenofen" von
 Odeillo, der seit 1972 in den französischen Pyrenäen zu Forschungszwecken
 betrieben wird, werden Temperaturen bis 4000°C erreicht. Im Vordergrund
 sieht man die 63 Fangspiegel, die das Sonnenlicht auf den 2000 m2 großen
 Hohlspiegel reflektieren, der dann seinerseits die Strahlung auf den 625
 cm2 großen Absorber konzentriert. Die Gesamtfläche dieser Fangspiegel-Anlage
 beträgt 2835 m2. Bild: "Sonnenofen" von Odeillo
 in französischen Pyrenäen
  Ein Aufwindkraftwerk ist
 ein Solarkraftwerk, welches unter der Ausnutzung des Kamineffektes eine
 Luftströmung über einer Windturbine zur Energieerzeugung nutzen
 kann. Dabei wird Luft durch die Sonne unter einem riesigen Glasdach erwärmt.
 Durch die Formgebung des Glasdaches wird die erwärmte Luft einem Kamin
 zugeführt. Im Kamin wird die Energie der Luftströmung durch eine
 Turbine in eine Drehbewegung umgesetzt und damit ein Generator zur Stromerzeugung
 angetrieben. 
  Die im nebenstehenden Bild
 dargestellte Kollektorfläche des Aufwindkraftwerks in Manzanares (südlich
 von Madrid) hat einen Durchmesser von 240 m. Der Kamin ist 195 m hoch.
 Es ist das derzeit einzig existierende Aufwindkraftwerk.
    Bild: Aufwindkraftwerk in
 Manzanares, Leistung 50 kW
  Bild: Computersimulation
   
  Quellen:
   
 
 
            
b. Parabolrinnen-Kraftwerk
 
c. Parabolspiegel-Kraftwerk
 (Dish-Stirling-Kraftwerk)
 
d. Sonnenöfen
 
 
 
 2) Aufwindkraftwerke
 
Die unter riesigen Glasdächern
 erwärmte Luft treibt unter Ausnutzung des
 
Kamineffektes eine in einem
 Turm befindliche Turbine an.
 
 
 
 
 
 
  
 1.a) Solarturm-Kraftwerk
  
 
 
Dort sitzt der sog. Receiver,
 in dem die Sonnenstrahlen von einem Trägermedium absorbiert werden.
 Die erwärmte Flüssigkeit (meist Wasser) wird zum Teil bis 1000°
 C erhitzt und zum Verdampfen gebracht. Dieser Dampf treibt die im Turm
 gelegenen Turbinen an und erzeugt so Strom.
  
 
alternativen/sonne/turmkraftwerke.shtml
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
 1.b) Parabolrinnen-Kraftwerk
  
 
 
Das Absorber-Rohr wird in
 der Regel von Thermo-Öl oder Wasser als Wärmerträger-Medium
 durchströmt. Infolge der konzentrierten Sonneneinstrahlung erhitzt
 sich das Wärmeträger-Medium bis auf etwa 400°C .
 
Die einzelnen Rinnenkollektoren
 sind durch Sammelleitungen verbunden, die das Absorber-Medium einem Wärmetauscher
 zuführen, in dem Wasser verdampft wird. Es wird ein Generator angetrieben.
  
  
 
Leistung der Anlage 30 MW
 
Quelle:http://www.395.com/index.shtml?/kramerjunction/
 
 
 
 
 
 
 
  
 1.c) Parabolspiegel-Kraftwerk
 (Dish-Stirling-Anlagen)
  
 
 
Dieser Kraftwerkstyp könnte
 könnte auch als Einzelanlage für eine dezentrale Energieversorgung
 genutzt werden.
 
Einzelanlagen mit einer
 Leistung von 10 bis 50 kW haben Spiegeldurchmesser zwischen 10 bis 17 m.
 
  
 
Quelle: http://www.sses.ch/de/technik/grosskraftwerke.html
 
 
 
 
 
 
 
  
 1.d) Sonnenöfen
  
 
  
 
Quelle: http://energiewelt.bei.t-online.de/SB111-03.htm
 
 
 
 
 
 
 
  
 
 2.) Aufwindkraftwerke
  
 
  
 
Quelle: http://home.t-online.de/home/ULeuschner/
 
rezensionen/rh9511schlaich.htm
  
 In Planung ist ein weiteres
 Aufwindkraftwerk in Australien, dessen Kamin eine Höhe von 1000 m
 haben soll. Damit wäre dieses gigantische Bauwerk das höchste
 auf unseres Planeten. Auf einer Gesamtfläche von 7 km2 sollen jährlich
 650 GWh Strom erzeugt werden. 
 
  
 
Quelle:http://www.fbs.em.schule-bw.de/technik/energie/kw2003.htm
 http://www.sses.ch
 
 
 http://www.diebrennstoffzelle.de
 
 
 http://energiewelt.bei.t-online.de (Link nicht mehr gültig)
 
 
 http://www.energieinfo.de
 
 
 http://www.solarserver.de
 
 
 http://www.sbp.de/de/fla/index.html (Link nicht mehr gültig)
 
 
 http://www.sbp.de/es/fla/contact/download/
 Das_Aufwindkraftwerk.pdf  
 
 
 http://www.archinform.de (Link nicht mehr gültig)
 
 
 http://www.volker-quaschning.de/downloads/
 sonnenforum2000_3.pdf
 
 
 http://metp02.mw.tu-dresden.de/Solar_power