3. 5 Solarthermische Kraftwerke

Solarthermische Kraftwerke nutzen die Sonne, indem sie aus konzentrierenden Son-nenkollektoren Hochtemperaturwärme erzeugen mit der dann eine konventionelle Kraftmaschine angetrieben wird. Die Anlagen können zur reinen Stromerzeugung oder auch als Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt werden. (Siehe auch 4. Kapitel: Die Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung.) So kann ein solarthermisches Kraftwerk zum Beispiel gleichzeitig Elektrizität, Kälte über eine Absorptionskältemaschine, Industriellen Prozessdampf, und über eine Meerwasserentsalzungsanlage auch Trinkwasser erzeugen und so bis zu 85 Prozent der Solarwärme in Nutzenergie umwandeln.⁽⁶⁵⁾

Ein solarthermisches Kraftwerk kann auch mit Zufeuerung von Brennstoffen und einer solarthermischen Speicherung betrieben werden. So ist das Kraftwerk ständig verfügbar zur Lastendeckung. Die Stromentstehungskosten können sich gegenüber dem reinen Solarbetrieb halbieren. Als Standorte für Solarthermische Kraftwerke kommen hauptsächlich die trockenen und heißen Zonen der Erde südlich des 40. Breitengrades in Frage, da lediglich der direkte Anteil der Solarstrahlung genutzt werden kann.

Bisher wurden vier Arten solarthermische Kraftwerke verwirklicht:

�Parabolrinnenkraftwerke
Das Sonnenlicht wird bei diesem System durch parabolisch gekrümmte Spiegel - mit bis zu sechs Metern Breite und 100 Meter Länge - auf ein Absorberrohr konzentriert, das sich dabei auf etwa 400�C erhitzt. Die Wärme wird über ein durch das Rohr strömendes Thermöl abgeführt und über ein Wärmetauscher zur Dampferzeugung genutzt. Der so erzeigte Dampf dient zum Antrieb eines konventionellen Dampfturbinen-Generator-Satzes. Die Anlagen findet man vorrangig in Kalifornien, wo sie etwa 150 000 Menschen versorgen.

�Solarturmkraftwerke
Beim Solarturmkraftwerk wird die Sonnenstrahlung durch ein Feld einzeln nachgeführter Spiegel (Heliostaten) auf die Spitze eines Turmes konzentriert. Bei diesem Konzept können Temperaturen bis über 1000�C erreicht werden. In der Turmspitze befindet sich ein Absorber, der die Strahlung in Wärme umwandelt und an ein Wärmeträgermedium abgibt, das die Wärme einem konventionellen Kraftwerksprozess zuführt.

�Paraboloidkraftwerke
Bei diesem Konzept wird die Sonnenwärme über eine Spiegel direkt auf einen im Brennpunkt des Spiegels aufgehängten Absorbers konzentriert. In diesem wird ein Gas (Helium, Luft) zum Antrieb eines Stirling Motors oder einer Gasturbine, die unmittelbar neben dem Absorber angeordnet sind, auf etwa 900�C erhitzt. Diese Anlagen sind mit einer typischen Leistung von einigen 10 kW besonders für den dezentralen Einsatz geeignet. Sie erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 30 Prozent.

�Aufwindkraftwerke
Die unter riesigen Glashäusern durch die Sonne erwärmte Luft strömt zu einem in der Mitte der Glashäuser stehenden Kamin und in ihm hinauf. Der so entstehende starke Zug wird zum Antrieb von im Kamin installierten Windturbinen zur Stromerzeugung genutzt.

Die Kosten für ein Solarthermisches Kraftwerk fallen grundsätzlich als Anfanginvestitionen an. Die Kraftwerke können an guten Standorten etwa 2000 - 3000 Stunden pro Jahr in reinen Solarbetrieb arbeiten. Daraus ergeben sich Stromgestehungskosten von heute 18 - 22 Pf/kWh. Dabei ist der Kostensenkungspotenzial voraussicht-lich auf 10 Pf/kWh möglich. Bei der Kombination mit konventionellen Brennstoffen liegen die Kosten 50 Prozent niedriger als bei reinem Solarbetrieb.⁽⁶⁶⁾

(65) Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.), Erneuerbare Energien und Nachhaltige Entwicklung, 3. Aktualisierte Auflage, Berlin August 2000, S. 32.
(66) Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.), Erneuerbare Energien und Nachhaltige Entwicklung, 3. Aktualisierte Auflage, Berlin August 2000, S. 34.

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