Wirtschaftliche Erzeugung von Strom aus Sonnenenergie

Mit einem neu entwickelten Solarkraftwerk will die belgische Aktiengesellschaft Solarmundo sobald wie möglich an den Markt gehen. „Keep it simple, make it cheap“, lautete die Maxime bei der Entwicklung des neuen Kollektorsystems, das auf einfache Technik, Standardbauteile und eine modulare Bauweise setzt. Es ermöglicht erstmals die Herstellung von Solarstrom zu wettbewerbsfähigen Preisen.

Zusammen mit den Partnern Bayer AG, dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, der Chinesischen Akademie für Raumfahrt (CAST) sowie der Battenfeld GmbH realisierten und optimierten die Ingenieure von Solarmundo eine Pilotanlage im belgischen Liège. Experten gehen davon aus, dass große Anlagen an sonnenreichen Standorten nach dem Einstieg in die Massenproduktion die Kilowattstunde Solarstrom für 4 bis 7,5 Cent produzieren könnten. Dank modularer Bauweise sollen Leistungen bis zu 800 MW pro Kraftwerk möglich sein. Standardisierte Komponenten, der Verzicht auf teure Vakuumisolierung und die direkte Erhitzung von Wasser ohne den Umweg über einen Wärmetauscher reduzieren die Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Parabolrinnenanlagen um etwa 30 Prozent.

Solarenergie bald preiswerter als Öl?
Die Ergebnisse erster Kostenrechnungen sind äußerst vielversprechend, wie Miguel Sureda, Präsident von Solarmundo, konstatiert: „Eine 200 MW-Anlage an einem guten Standort in Nordafrika könnte – eine Serienfertigung vorausgesetzt – so kostengünstig gebaut und betrieben werden, dass nutzbare Energie preiswerter als durch Verbrennung von Ölkomponenten bereit gestellt werden kann“. Weitere 15 bis 20 Jahre Entwicklungszeit wurden von Experten bisher für notwendig gehalten, um Solarenergie zu vergleichbaren Konditionen wie konventionell erzeugten Strom herstellen zu können. Dank Solarmundo habe sich diese Perspektive auf wenige Jahre verkürzt.

Solarthermische Kraftwerke wandeln die Sonnenenergie im Gegensatz zu Photovoltaikanlagen nicht direkt in Strom um. Vielmehr nutzen sie die Sonnenstrahlen, um Wasser – in diesem Fall direkt – zu verdampfen. Der Dampf wird dann wie in jedem konventionellen Kraftwerk über eine Turbine geführt und in elektrischen Strom verwandelt.

Weiterentwickelte Technologie eröffnet Chancen für Serienfertigung Die derzeit einzigen kommerziell betriebenen solaren Dampfkraftwerke arbeiten mit rinnenförmigen Spiegeln, die die Sonnenstrahlen auf eine unter Vakuum stehende Absorberröhre reflektieren. Durch diese Röhre fließt ein Wärmeträgermedium, welches erhitzt wird und dann in einem Wärmetauscher die Wärme an das Wasser zur Dampferzeugung abgibt. Mit einer Leistung von zusammen 354 MW produzieren die neun nach dem Verfahren in Kalifornien betriebenen Kraftwerke über ein Drittel des Solarstroms weltweit. Installiert wurden sie von dem israelisch-amerikanischen Unternehmen LUZ, das Anfang der 90er Jahre von dem Unternehmer Lieven Ven übernommen wurde.

Ven ist Mitbegründer und „geistiger Vater“ des Solarmundo-Projekts. In der 2.500 Quadratmeter großen Pilotanlage hat er zusammen mit den Partnerunternehmen die Solarkraft-Technologie konsequent weiter entwickelt. Die Ausrüstung wurde den speziellen Standortgegebenheiten in Entwicklungsländern und Wüstengebieten angepasst. „Wir haben ein spezielles Lagerungssystem aus dem Kunststoff Durethan® entwickelt, das den hohen Temperaturen solcher Standorte und dem Einfluss des Wüstensands unbeschadet standhält“, erläutert Friedrich Fünger vom Technischen Marketing für Teilkristalline Thermoplaste bei Bayer.

Investoren gesucht
Gerade für viele Entwicklungs- oder Schwellenländer prognostizieren Experten einen enormen Anstieg des Energiebedarfs. Liegen diese Länder im „solaren Gürtel“ der Erde, sind Solarkraftwerke eine zukunftsgerichtete Alternative zu herkömmlichen Kraftwerken. Der Strom kann ortsnah genutzt werden, jedoch wäre auch eine Durchleitung zum Beispiel von Nordafrika nach Mitteleuropa problemlos möglich.

Nach erfolgreichem Abschluss der mehrjährigen Entwicklungsarbeit sucht Solarmundo jetzt Investoren, um eine Pilotanlage oder ein kommerzielles Kraftwerk realisieren zu können. Möglich wäre dabei auch die Ankopplung an die Turbine eines bestehenden Kraftwerks, bei dem dann ein Teil des Dampfes solar erzeugt werden könnte.

Einen weiteren hoch interessanten Aspekt bieten Solarmundo-Anlagen für strahlungsintensive Gebiete, die in der Nähe des Meeres liegen: Da die Spiegel in etwa vier Meter Höhe angebracht sind und einen großen Teil der Sonnenstrahlen abfangen, herrschen unterhalb des Felds optimale Bedingungen für den Anbau von Pflanzen. Wird ein Teil des gewonnenen Dampfs für die Entsalzung von Meer- oder Brackwasser genutzt, kann ein Bewässerungssystem installiert werden. Dann wächst Gemüse, wo sonst kein Grashalm überlebt. Phytotron nennen die Mitarbeiter von Solarmundo diese Idee eines solchen Gewächshauses in der Wüste.