Energie Blog | 26. September 2013 | von Robert Pitz-Paal | 2 Kommentare

Bigger is better… Solarkraftwerke in der Wüste von Nevada

Im solaren Versuchskraftwerk des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Jülich werden 2.000 einzelne Spiegel der Sonne nachgeführt. Sie konzentrieren das Licht auf den Strahlungsempfänger, der sich auf der Spitze eines Turmes befindet. Können Sie sich vorstellen, dass jemand nun 150 Mal so viele Spiegel (300.000) in der Wüste von Nevada aufgestellt hat? Ich ehrlich gesagt nicht wirklich.

Doch am Rande der diesjährigen großen SolarPACES Solarkonferenz in Las Vegas hatte ich Gelegenheit, die nahegelegene Anlage in Ivanpah zu besichtigen. Genau an diesem Tag wurde hier erstmalig Strom in das amerikanische Netz eingespeist. Die Spiegel konzentrieren die Solarenergie auf insgesamt drei Türme. Sie sammeln damit genug Energie um 390 Megawatt elektrische Leistung bereitzustellen und 140.000 Haushalte der Region mit Strom zu versorgen.

Solarkraftwerk Ivanpah bei Las Vegas kann 140.000 Haushalte mit Erneuerbarem Strom versorgen. Bild: DLR/Heller.

Hier ist mir einmal mehr klar geworden, dass wir auf dem richtigen Weg sind. Die Konzepte und Studien, die Experimente und Laboruntersuchungen, unsere Arbeiten auf der Plataforma Solar und in Jülich zu den Solarturmkraftwerken lassen sich in die Tat umsetzen. Man kann wirklich in riesigen Turmkraftwerken in der Wüste Sonnenenergie in Hochtemperaturwärme von über 550 Grad Celsius umwandeln und damit große Kraftwerke kommerziell betreiben. Neben den ja schon weiter verbreiteten Parabolrinnenkraftwerken hat nun eine weitere Technik bewiesen, dass damit große Leistungen bereitgestellt und das elektrische Netz stabilisiert werden kann. Wer sich in Ivenpha die Details anschaut, kann sich auch vorstellen, dass Turmkraftwerke billiger werden können als Parabolrinnenkraftwerke: Weniger aufwendige Spiegel, keine Planierarbeiten des Geländes und insbesondere höhere Wirkungsgrade sind die Treiber.

Doch damit nicht genug. Das Beispiel macht Schule. Ein weiteres großes Turmkraftwerk mit 110 Megawatt Leistung ist in der Nähe bereits im Aufbau. In Cresent Dunes setzt der Hersteller auf ein etwas anderes Konzept: Die Spiegel sind etwa 7,5 Mal größer, der Turm mit 200 Metern fast doppelt so hoch wie in Ivenpha und ein riesiger Wärmespeichertank erlaubt den Betrieb völlig unabhängig vom Sonnenschein. So lässt sich auch in den Abendstunden zuverlässig Strom bereitstellen. Auf der Baustelle konnten wir uns ein Bild von Fortschritt der Arbeiten machen, in etwa zwölf Monaten soll auch diese Anlage fertig gestellt sein.

Der Trend ist klar: bigger is better: Durch diese Skaleneffekte lassen sich Kostensenkungen realisieren, die den Solarstrom bezahlbar machen. Auf der oben genannten Konferenz wurde auch deutlich, dass man im Südwesten der USA verstanden hat, dass Wind und Photovoltaik nicht für Versorgungssicherheit rund um die Uhr sorgen können und daher den Konzepten der Turmkraftwerke eine echte Chance gegeben. Diese Einsicht setzt sich langsam auch in vielen anderen Ländern des Sonnengürtels durch. Das DLR hat mit seiner Fokussierung auf fortschrittliche Turmkraftwerke alles richtig gemacht. Wir haben die Anlagen, Werkzeuge und Fachleute, um diese Technik mit unseren industriellen Partner für weitere Märkte zu entwickeln. Denn es funktioniert wirklich. Ich hab es gesehen.

Im September 2013 wurde im Solarkraftwerk Ivanpah erstmalig Strom in das amerikanische Elektrizitätsnetz eingespeist. Bild: DLR/Heller.

Insgesamt 300.000 Spiegel lenken die Sonnenstrahlen auf die Spitze von drei Türmen. Dort entstehen Temperaturen von über 550 Grad Celsius, die zur Stromerzeugung genutzt werden. Bild: DLR/Heller.

Große Spiegel: Das Solarkraftwerk Crescent Dunes in Nevada soll nach seiner Fertigstellung 2014 110 Megawatt elektrische Leistung bereitstellen. Bild: DLR/Wittmann CC-BY 3.0.

Große Wärmespeicher sorgen dafür, dass das Kraftwerk Crescent Dunes in Nevada unabhänig vom Sonnenschein betrieben werden kann. Bild: DLR/Wittmann CC-BY 3.0.

Bild oben: Prof. Pobert Pitz-Paal, Codirektor des DLR-Instituts für Solarforschung in Crescent Dunes. Bild: DLR/Wittmann CC-BY 3.0.

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Über den Autor

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Robert Pitz-Paal leitet seit Juni 2011 als einer von zwei Co-Direktoren das Institut für Solarforschung. Seine Arbeitsschwerpunkte sind die technische Analyse und Optimierung von konzentrierenden Solarsystemen zur Strom- und Brennstofferzeugung. zur Autorenseite

Kommentare

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Thomas B
29. September 2013 um 21:42 Uhr

Gemeint ist doch wahrscheinlich das Kraftwerk in Ivanpah (http://www.ivanpahsolar.com/), oder?

Mark Schmitz
02. Oktober 2013 um 09:50 Uhr

Es wird spannend, ob die Anlagen Ivanpah und Crescent Dunes tatsächlich das halten, was wir uns davon versprechen. Die technische Herausforderung bei dieser mutigen Hochskalierung sind immens:
- Erreichen die Heliostaten die dauerhaft die erforderliche präzise Fokussierung?
- Wie lange halten die Komponenten wie Hochtemperatur-Salzpumpen stand?
- Wie gut lassen sie Wolkendurchzüge managen - insbesondere bei der Direktverdampfung und -überhitzung?
- Welche Standzeiten erreichen die Receiver?