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Energie : Dampfstrom aus dem sonnigen Spanien

  • -Aktualisiert am

Knapp sechs Meter beträgt die Spannweite der Spiegelreceiver des Kraftwerks Andasol I Bild: SCHOTT

Solarrinnenkraftwerke ähneln konventionellen Wärmekraftwerken - mit den Vorteilen, dass der Brennstoff kostenlos ist und die solare Wärme gespeichert werden kann. Die Technik ist nicht neu, wurde aber nach der ersten Energiekrise wiederentdeckt.

          Wer in Deutschland an Sonnenenergie denkt, der meint die dunkelblauen Solarzellen, die seit Jahren dank üppiger Vergütungssätze massenhaft auf Hausdächer und ehemalige Deponien gestellt werden. Allein 2007 waren das zusätzliche rund elf Quadratkilometer Solarzellen mit einer (Nenn- oder Peak)-Leistung von 1300 Megawatt. Doch da sich im schattigen Deutschland die Ausbeute in Grenzen hält, erzeugen sie im Jahr gerade mal 1170 Gigawattstunden Strom.

          Deutlich besser schneidet da das Solarrinnenkraftwerk (Andasol I) ab, das im Hochland von Andalusien am Fuße der Sierra Nevada, in der Nähe des kleinen Weilers Lacolahorra, kurz vor der Fertigstellung steht. Mit einer Leistung von 50 Megawatt will man hier von diesem Spätsommer an knapp 180 Gigawattstunden im Jahr ernten, was mehr als dem dreifachen Ertrag einer hierzulande installierten gleich großen Photovoltaikanlage entspricht. Zwei weitere 50-Megawatt-Anlagen (Andasol II und III) sind im Bau oder in der Planung.

          Der patentierte „Sonnenmotor“

          Für das bessere Abschneiden gibt es mehrere Gründe: Ganz entscheidend ist die deutlich höhere durchschnittliche Sonnenscheindauer. An dem mit klarer, nebelfreier Luft verwöhnten Bergstandort addiert sich die in einem Jahr auf einen Quadratmeter niedergehende Globalstrahlung auf rund 1800 Kilowattstunden (kWh), während selbst gute Standorte in Deutschland maximal 1000 kWh je Quadratmeter (und Jahr) erreichen. Außerdem liegt der Wirkungsgrad eines Solarrinnenkraftwerks über dem einer Photovoltaikanlage. Entscheidend für die höhere Ausbeute sind jedoch zwei Salzschmelzespeicher, in denen größere Mengen solar erzeugter Wärme eingelagert werden können, so dass die Anlage nicht nur während der Sonnenscheindauer (wie bei Photovoltaikanlagen) Strom erzeugt. Dank dieser Wärmepuffer kann die von der Erlanger Solar Millennium AG gemeinsam mit ACS/Cobra, dem größten spanischen Baukonzern und Anlagenbauer, errichtete, 300 Millionen Euro teure Solaranlage noch 7,5 Stunden nach Sonnenuntergang unter Volllast betrieben werden.

          Die Technik der Solarrinnenkraftwerke ist nicht neu. Bereits 1861 bekam der französische Lehrer Augustin Bernard Mouchot einen „Sonnenmotor“ patentiert, eine Dampfmaschine, deren Kessel über Hohlspiegel geheizt wurde. Und drei Jahre später arbeitete in Algerien bereits eine Pumpe nach diesem Prinzip, das ständig weiterentwickelt wurde. 1882 bestaunte man in Paris eine von Abel Pifre aufgestellte Maschine: Ein Parabolspiegel von 3,5 Meter Durchmesser, in dessen Achse ein zylindrischer Kessel installiert war, trieb eine Dampfmaschine an - und die ihrerseits eine Druckpresse, auf der an sonnigen Tagen bis zu 500 Exemplare eines „Sonnenjournals“ gedruckt wurden.

          Die „Rinne“ wieder neu entdeckt

          Im Zuge des aufkommenden Ölbooms wurde es ruhig um diese Technik. Erst als man sich nach der ersten sogenannten Energiekrise stärker auf regenerative Verfahren konzentrierte, wurde die „Rinne“ wieder neu entdeckt. Mitte der achtziger Jahre entstanden in der Wüste Kaliforniens neun Solarrinnenkraftwerke, die es auf eine Leistung von 354 Megawatt bringen. Mit sinkenden Ölpreisen verloren diese Projekte jedoch ihre Attraktivität, und es wurden lange Zeit keine weiteren Anlagen gebaut. Die Wende kam dann im vergangenen Jahr, als in Boulder City südlich von Las Vegas mit „Nevada Solar One“ wieder ein Rinnenkraftwerk mit einer Leistung von 64 Megawatt ans Netz ging, um vor allem mittags Spitzenlaststrom für die Spielerstadt zu produzieren. Das hier verwendete Prinzip zum Einfangen der Sonnenstrahlen unterscheidet sich nicht von dem der spanischen Anlagen: Einige hundert Parabolspiegel, die permanent der Sonne nachgeführt werden, konzentrieren das Sonnenlicht auf ein vakuumisoliertes Absorberrohr in der Brennlinie, in dem erhitzt sich ein synthetisches Thermoöl auf knapp 400 Grad. Höhere Temperaturen würden das Öl zersetzen - was es zu vermeiden gilt. Nähert sich die Öltemperatur diesem kritischen Wert, werden die Spiegel entweder aus dem Fokus gedreht, oder man erhöht die Durchflussgeschwindigkeit des Öls.

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