Der Hersteller von solarthermischen Kraftwerken Novatec Solar in Karlsruhe und der Chemieriese und BASF wollen die konzentrierte Solarthermie (CSP) weiter voran bringen. Die Hindernisse liegen derzeit vor allem in den Kosten für die solarthermische Stromerzeugung. Könnten die Anlagen mit einer höheren Temperatur fahren, steigt der Wirkungsgrad der Anlagen und die Stromgestehungskosten sinken. Der Knackpunkt ist das Wärmeträgermedium. In den Leitungen der derzeit schon existierenden Anlagen fließen vor allem Thermoöle. Diese sind aber in ihrer Temperaturbelastung begrenzt. Deshalb haben Novatec Solar und BASF eine neue Demonstrationsanlage in Betrieb genommen, in denen Flüssigsalz als Wärmeträgermedium fungiert. Der Vorteil dieser Technologie ist, dass diese sogenannten Direct Molten Salts (DMS) Temperaturen bis zu 500 Grad Celsius vertragen. Thermoöle beginnen bereits bei 300 Grad Celsius, sich zu zersetzen. Damit können die Turbinen, die von der Anlage angetrieben werden, in einem besseren Leistungspunkt fahren. Denn sie sind auf höhere Temperaturen ausgelegt. Der Gesamtwirkungsgrad steigt und die Stromgestehungskosten sinken erheblich.
Test auf Herz und Nieren
Die neue Anlage steht auf dem Gelände des solarthermischen Kraftwerks PE1 in Südspanien. Das Solarfeld besteht aus Fesnellinsen. Sie fangen die Sonnenstrahlung ein und auf einen Receiver bündeln, in dem das Salz in fester Form lagert. Durch die Wärme schmilzt das Salz und überträgt die Temperatur aus dem Solarfeld auf einen Wärmetauscher. Dort wird mit der Wärme, die aus dem Solarfeld kommt, Wasserdampf erzeugt, mit dem wiederum die Turbine angetrieben wird. Die Projektpartner werden ihre neue Anlage in den kommenden Monaten auf Herz und Nieren prüfen. Dazu fahren sie das Kraftwerk in unterschiedlichsten Betriebszuständen. Dabei können sie die einzelnen Komponenten testen und Erkenntnisse über die langfristige Betriebsfähigkeit solcher Anlagen erforschen. „Die Ergebnisse werden in die Entwicklung der nächsten Generation solarthermischer Kraftwerke einfließen“, betont Novatec Solar. „Die erfolgreiche Inbetriebnahme und auch die ersten Ergebnisse der DMS-Demoanlage bestätigen unsere Erwartungen an die Technologie und wir freuen uns, solarthermische Kraftwerke auf Basis der Flüssigsalztechnologie mit thermischer Speicherung ab jetzt kommerziell anbieten zu können“, ergänzt Andreas Wittke, Geschäftsführer von Novatec Solar.
Schwankungen ausgleichen
Die solarthermischen Kraftwerke haben Vor- und Nachteile. Auf der einen Seite ist ihr Einsatz vor allem auf sonnenreiche Regionen begrenzt, da sie mit diffusem Licht nichts anfangen können. Die Kollektoren fangen nur das direkte Licht ein. Außerdem sind sie im Gegensatz zur Photovoltaik nicht modular erweiterbar. Im Gegensatz zur Photovoltaik kann die Energie aus einem solarthermischen Kraftwerk leichter gespeichert werden. Denn die Speicherung erfolgt nicht in Form von Strom, sondern in Form von Wärme. Diese wird in riesigen Flüssigsalztanks eingelagert und kann dann genutzt werden, wenn keine Wärme mehr aus dem Kollektorfeld kommt. Mit Hilfe dieser Speicher können Schwankungen bei Stromproduktion ausgeglichen werden. Solarthermische Kraftwerke mit Speicher liefern so Strom nach Bedarf.
Vorteile ausnutzen
Diesen Vorteil können Novatec Solar und BASF mit ihrer neuen DMS-Technologie noch weiter ausbauen. „Denn inklusive der Flüssigsalzspeicherung werden sich die Jahresbetriebsstunden von solarthermischen Kraftwerken je nach Anwendung bis zur Grundlastfähigkeit erhöhen“, betont Novatec Solar. „Folglich werden die Stromgestehungskosten für solarthermische Kraftwerke auf Basis unserer neuen Technologie deutlich reduziert.“ Auch für den Ludwigshafener Chemieriesen ist die Inbetriebnahme ein Meilenstein. Seit Jahren forscht BASF an geeigneten anorganischen Salzen für die konzentrierte Solarthermie. „Unsere Erkenntnisse über die Salzchemie sowie die neuen Technologiekonzepte tragen zur deutlichen Verbesserung der Wirtschaftlichkeit solarthermischer Kraftwerke bei“, freut sich jetzt Kerstin Dünnwald, Vertriebsleiterin für anorganische Chemikalien bei BASF. (Sven Ullrich)
