Studie: Sauberer Strom aus den Wüsten - Greenpeace

Parabolrinne
Parabolrinnen sind die ausgereifteste Technologie für
solarthermische Kraftwerke und haben sich kommerziell
bereits bewährt. Die ersten Systeme wurden 1912 nahe
Kairo in ägypten errichtet, um Dampf für eine Pumpe zu
liefern, die Wasser für eine Bewässerungsanlage lieferte.
In Gegenden, in denen Kohle teuer war, war die Anlage
damals wirtschaftlich mit kohlebetriebenen Anlagen
konkurrenzfähig.
Bei einer Rinnenanlage wird das Sonnenlicht um etwa
das 70–100-fache auf den Absorberrohren konzentriert,
wodurch Betriebstemperaturen von 350 bis 550°C
erreicht werden. Ein Wärmeträgermedium wird durch die
Absorberrohre gepumpt und überträgt die Wärmeenergie
auf den Kreislauf einer herkömmlichen Dampfturbine. Die
meisten Anlagen verwenden für die Wärmeübertragung
synthetisches Thermalöl. Mit dem heißen Thermalöl wird
etwas überhitzter Heißdampf unter hohem Druck erzeugt,
der in eine Dampfturbine eingespeist wird, die an einen
Stromgenerator angeschlossen ist. Das Thermalöl verfügt
über eine Höchsttemperatur von etwa 400° C, wodurch
dem Wirkungsgrad des Turbinenzyklus Grenzen gesetzt
sind. Daher arbeiten Forscher und die Industrie an der
Entwicklung neuer Wärmeträgermedien. Ein Beispiel ist
die unmittelbare Erzeugung von Dampf in den Absorberrohren,
ein anderes der Einsatz von Salzschmelze als
Wärmeträgermedium. Prototypanlagen beider Systeme
befinden sich zzt. im Bau.
Abbildung (hier oder anderswo): Schematische Darstellung
einer Parabolrinnenanlage mit optionalem Speicher
(war schon in der letzten Broschüre)
18 Sauberer Strom aus den Wüsten: Ausblick 2009
Überall auf der Welt sind Parabolrinnenanlagen mit
Leistungskapazitäten von 14 bis 80 MWe in Betrieb.
Zusammen erzeugen sie weit über 500 MW an Strom.
In Kalifornien wurden in den 80er Jahren neun Anlagen
in Südkalifornien entwickelt und ans Stromnetz angeschlossen.
Sie verfügen über eine Reflektorfläche von
etwa 2 Mio. Quadratmeter und sind unter dem Kürzel
SEGS (für Solar Electricity Generating Systems) bekannt.
Nach einer längeren Pause wurde der kommerzielle Bau
von Parabolrinnenanlagen mit einem 64-MW-Projekt
namens Nevada One fortgesetzt. Die Anlage gehört dem
Unternehmen Acciona und wird jährlich 130 GWh Strom
erzeugen. In Spanien, werden die im Bau befindlichen
Projekte Andasol und Solnova zusammen 250 MW an
Leistungskapazität haben, und seit der Einführung eines
angemessenen Einspeisetarifs liegen Vorschläge für mehr
als 14 weitere Projekte dieser Art vor. Die bislang größte
geplante Parabolrinnenanlage heißt Solana und ist für
einen Standort in Nevada vorgesehen.
Während die SEGS- und die Solnova-Anlagen in Spanien
ein synthetisches Öl als Wärmeträger verwenden, bauen
andere Betreiber Anlagen, bei denen der Dampf unmittelbar
in den Absorberrohren erzeugt wird. Durch den
direkten Einsatz von Dampf erübrigt sich ein Wärmeträgermedium.
Die Kosten können dadurch um 15–20%
gesenkt, der Wirkungsgrad mitunter um den gleichen
Faktor erhöht werden. Die von Solar Millennium entwickelte
Andasol-Anlage verwendet direkten Dampf. Außerdem
ist sie die erste Demonstrationsgroßanlage nach
dem EuroTrough-Modell und unter Verwendung von Salzschmelze
als Wärmespeicher.
Die SEGS- und Solnova-Anlagen verwenden ein System,
bei dem das Kraftwerk an Tagen mit geringer Sonneneinstrahlung
auch Erdgas verfeuern kann. Parabolrinnenanlagen
eignen sich für den Hybridbetrieb im sogenannten
integrierten Solarkombinationszyklus (Integrated Solar
Combined Cycle, ISCC), bei dem der durch Sonnenenergie
erzeugte Dampf in ein Wärmekraftwerk eingespeist
wird, das auch fossil generierten Dampf – meist aus
Erdgas – verarbeitet. Ausschreibungen für ISCC-Anlagen
wurden bereits in Algerien, ägypten und Marokko veröffentlicht,
wo sie als Zwischenschritt zur vollständigen
Solargenerierung in der Energiezusammensetzung dienen
sollen.