Geniale Kombination
Der Zürcher Maschinenbauingenieur Illias Hischier hat einen Sonnenstrahlempfänger entwickelt, der die aufgenommene Energie über eine Gasturbine für die hocheffiziente Stromerzeugung nutzt. Die Kombination von Sonnenenergie und fossilen Brennstoffen ermöglicht eine konstante Stromproduktion und verringert die Kosten.
Quelle: zvg
Bei Solaranlagen wie hier im spanischen Almerìra könnte die Innovation zur Anwendung kommen.
Quelle: zvg
Solarthermisches Kraftwerk: Heliostaten, bündeln die Sonnenstrahlen zum Solar-Receiver. Hier wird die Hitze an verdichtete Luft übertragen und in die Brennkammer der Gasturbine geführt. Die heisse, komprimierte Luft kann dort zusammen mit fossilen Brennstoffen hocheffizient Strom erzeugen.
Quelle: zvg
Querschnitt Solar-Receiver: Konzentrierte Sonneneinstrahlung wird über einen die Kavität umgebenden Keramikschaum (RPC) an einen verdichteten Luftstrom übertragen.
Quelle: zvg
Eintrittstrichter vor dem Receiver könnten in der «Facettenauge»-Anordnung einen maximalen Wirkungsgrad erzielen und lückenlos zu einem Cluster von 500 zusammengeführt werden.
Strom aus erneuerbaren Energien, der bedarfsgerecht erzeugt werden kann: Mit Sonnenenergie betriebene Gasturbinen könnten diesbezüglich künftig eine Lösung sein. Notwendig dafür ist ein leistungsfähiger Empfänger für die Sonnenenergie, ein sogenannter Solar-Receiver. Er heizt verdichtete Luft mittels konzentrierter Sonnenstrahlung auf. Die heisse Luft wird anschliessend einer Gasturbine zugeführt, die schliesslich den Strom produziert.
Der von Illias Hischier im Rahmen seiner Doktorarbeit an der ETH Zürich entwickelte Receiver erhitzt die Luft auf Temperaturen bis zu 1300 Grad Celsius. Hischier verwendet einen porösen Keramikschaum, der die Wärme optimal an die Luft überträgt. Der Forscher testete den Receiver bereits erfolgreich am Paul Scherrer Institut (PSI) und im Feldversuch am Weizmann Institut (WIZ) in Israel. In der Praxis könnte die Erfindung in einem 50-Megawatt-Solarturmkraftwerk zum Einsatz kommen. Ein derartiger Turm ist mit 500 Receivern bestückt, die wie die Facetten eines Insektenauges angeordnet sind. Sie nehmen die Strahlung von Spiegeln auf, sogenannten Heliostaten,
die im Umkreis von 500 m stehen und sich automatisch an der Sonne ausrichten.
Die experimentell bestätigten Resultate mit dem neu entwickelten Receiver lassen hoffen, dass solare Gasturbinenkraftwerke künftig in sonnenreichen Gebieten einen wichtigen Beitrag für eine sichere Stromversorgung leisten können. Die Kombination von Sonnenenergie mit fossilen Brennstoffen ermöglicht eine stetige Stromproduktion, erhöht die Effizienz und verringert die Kosten. Die Verbindung der Technologien drosselt den Verbrauch von endlichen Ressourcen, verringert die CO2-Emissionen und leistet einen Beitrag zur stärkeren Nutzung der erneuerbaren Energien. (tst/mgt)
