21. August 2019

So­lar­turm-Kraft­werk Jü­lich fei­ert zehn­jäh­ri­ges Ju­bi­lä­um

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Solarturm Jülich
So­lar­turm Jü­lich
Bild 1/2, Credit: DLR/Lannert.

Solarturm Jülich

Auf ei­ner Flä­che von zir­ka acht Hekt­ar ste­hen in Jü­lich 2153 be­weg­li­che Spie­gel (He­lio­state) und len­ken die Son­nen­strah­len auf die Spit­ze des 60 Me­ter ho­hen Turms. Dort wer­den die Strah­len von ei­nem 22 Qua­drat­me­ter großen so­ge­nann­ten Re­cei­ver auf­ge­nom­men und in Wär­me um­ge­wan­delt. Der Re­cei­ver be­steht aus po­rö­sen ke­ra­mi­schen Ele­men­ten, die von Luft aus der Um­ge­bung durch­strömt wer­den. Die an­ge­saug­te Luft heizt sich da­bei auf et­wa 700 Grad Cel­si­us auf. Wird der So­lar­turm als Kraft­werk ge­nutzt, er­zeugt die­se hei­ße Luft Was­ser­dampf, der ei­ne Tur­bi­ne an­treibt, die über ei­nen Ge­ne­ra­tor Strom pro­du­ziert.
Blick von der Versuchsebene auf das Spiegelfeld
Blick von der Ver­such­sebe­ne auf das Spie­gel­feld
Bild 2/2, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Blick von der Versuchsebene auf das Spiegelfeld

Am Ver­suchs­kraft­werk Jü­lich sind auf ei­ner Flä­che von cir­ca zehn Hekt­ar über 2000 com­pu­ter­ge­steu­er­te Spie­gel auf­ge­stellt, so­ge­nann­te He­lio­state. Die­se re­flek­tie­ren die ein­fal­len­den Son­nen­strah­len zur Spit­ze des 60 Me­ter ho­hen So­lar­turms.
  • Schwerpunkt(e):
  • 10 Jahre Solarforschung am Standort Jülich

Im Jahr 2009 ging das Solarturm-Kraftwerk Jülich nach knapp zweijähriger Planungs- und Bauzeit in den Betrieb. Zehn Jahre später blickt es auf eine Vielzahl erfolgreicher Projekte aus Forschung und Entwicklung zurück. Solarforscherinnen und Solarforscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) testen hier unter anderem neue Verfahren, die Solarkraftwerke effizienter und kostengünstiger machen sollen. Zudem untersuchen sie Herstellungsverfahren von solaren Treibstoffen sowie die Nutzung von Hochtemperatur-Solarwärme für Industrieprozesse.

Am Versuchskraftwerk Jülich sind auf einer Fläche von circa zehn Hektar über 2000 computergesteuerte Spiegel aufgestellt, sogenannte Heliostate. Diese reflektieren die einfallenden Sonnenstrahlen zur Spitze des 60 Meter hohen Solarturms. Dort befindet sich ein Strahlungsempfänger aus hochtemperaturfesten Keramikkörpern, auch Receiver genannt. Dieser Receiver wandelt die absorbierte Sonnenstrahlung in Wärme um und erhitzt damit Luft, die durch den Receiver gesaugt wird. Die Wärme wird entweder gespeichert oder strömt in ein Dampfkraftwerk, bestehend aus Kessel und Turbine, das wiederum Strom erzeugt. Die Anlage ist auf eine elektrische Nennleistung von 1500 Kilowatt ausgelegt. Als weltweit erstes Kraftwerk mit einem volumetrischen Receiver als Gesamtsystem ist der Solarturm in Jülich ein Vorreiter für die solarthermische Forschung.

Sonne liefert Strom, Wärme und Brennstoff

Seit den 1990er Jahren entwickelte und koordinierte Professor Bernhard Hoffschmidt diese Technologie zur erneuerbaren Stromerzeugung federführend am DLR. 2011 übernahm das DLR den Solarturm von den Stadtwerken Jülich und entwickelte daraus eine Großforschungsanlage, in deren Umfeld heute mehr als 30 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt sind. Der Solarturm dient als Versuchsstandort für verschiedene Projekte des DLR-Instituts für Solarforschung und seiner Partner zur Erforschung und Entwicklung von Technologien zur klimaneutralen Strom-, Wärme und Brennstofferzeugung aus Solarenergie.
Auch wenn am Standort Jülich die Sonne seltener scheint als in den Wüstenregionen der Welt, kann die Anlage vielfältig genutzt werden. "Wenn die Sonne scheint, sind die Testbedingungen am Solarturm-Kraftwerk Jülich vergleichbar zu Südeuropa oder Nordafrika", erklärt Großanlagenleiter Felix Göhring. Besonders die kurzen Wege zu Partnern und Kunden in Deutschland machen eine sehr effektive Nutzung der Anlage möglich. Projektleiter Peter Schwarzbözl ergänzt: "Seit 2011 haben wir die Technik in zahlreichen Projekten weiterentwickelt und erst kürzlich wieder große Fortschritte bei der Effizienz und somit der Wirtschaftlichkeit gemacht. Mit dem Solarturm Jülich haben wir ein einzigartiges Testzentrum für unsere Technologieentwicklung."

Zukünftig zu zweit

Generell ist noch viel geplant in Jülich. Zurzeit modernisiert das DLR das Spiegelfeld und entwickelt eine eigene Steuerung, die künftig im Kraftwerk eingesetzt werden soll. Diese Steuerung soll dabei helfen, die Abläufe und Komponenten umfangreich zu vernetzen und mittels künstlicher Intelligenz weiter zu optimieren. 2019 ist nicht nur das Jahr, in dem der Solarturm seinen 10. Geburtstag feiert, sondern auch das Jahr, in dem er einen Zwilling erhält. Mitte August fiel der offizielle Startschuss zur Errichtung des Multifokusturms, eines zweiten Turms direkt neben dem bestehenden, der von dem gleichen Spiegelfeld bestrahlt wird. Dieser zweite Turm erweitert die Testmöglichkeiten noch einmal deutlich: Die Forscherinnen und Forscher können auf mehreren Ebenen in unterschiedlichen Höhen Experimente installieren und aufbauen, während man an anderer Stelle bereits Versuche durchführt. Auf diese Weise kann die direkte Solarstrahlung noch effektiver ausgenutzt werden.
 

 

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