Im Fokus der Sonne

Mit Sonnenenergie kann man nicht nur Warmwasser erzeugen, sondern auch Kraftwerke betreiben – die selbst dann Strom liefern, wenn die Sonne nicht scheint. Der Schlüssel dazu sind billige Spiegel, die die Strahlung bündeln. Anders als bei der Fotovoltaik, bei der Sonnenenergie direkt in elektrischen Strom umgewandelt wird, wird bei der “Solarthermie” die Strahlungsenergie zum Aufheizen eines Wärmeträgers – meist Wasser – genutzt. Die Technik dafür ist ausgereift, österreichische Unternehmen zählen zu den größten und qualitativ hochstehendsten Herstellern. Weit verbreitet ist hierzulande bereits die Produktion von Warmwasser, immer mehr Häuser heizen aber auch schon mit der Sonne – zumindest in der Übergangszeit. Doch nun tun sich für die Sonnenwärme weitere Möglichkeiten auf: Durch das Konzentrieren der Strahlung können Temperaturen von bis zu 800 Grad erzeugt werden, dadurch lässt sich zum einen die Energieausbeute stark steigern, zum anderen werden weitere Anwendungen möglich: In einem “mittleren” Temperaturbereich von 200 bis 250 Grad lässt sich etwa Prozesswärme für die Industrie oder für die solare Kühlung produzieren. Im Hochtemperaturbereich – oberhalb von 400 Grad – können sogar Kraftwerke betrieben werden.

Möglich wird das, indem Wasser durch andere Wärmeträger ersetzt wird. Zwei Systeme rittern derzeit darum, zum Stand der Technik zu werden: Bei den in letzter Zeit entstandenen solarthermischen Kraftwerken in Spanien (“Andasol”) wird ein Thermoöl benutzt. In Konzeption sind aber auch Anlagen, in denen geschmolzene Salze zirkulieren, berichtet Thomas Lemmerer, Experte für erneuerbare Energie bei Siemens Österreich- der Konzern betreut von Wien aus Märkte wie die Türkei oder Israel, in denen die Solarthermie reüssieren könnte. Über Wärmetauscher geben diese Medien ihre Energie an einen Wasserkreislauf ab, der entstehende Dampf treibt schließlich eine Dampfturbine an. Siemens hat speziell für diesen Anwendungsbereich zweistufige Turbinen konstruiert und ist damit Marktführer. Der größte Vorteil von solarthermischen Kraftwerken: Die erhitzten Wärmeträger können in Speichern zwischengelagert werden. “Man kann mit der Solarthermie rund um die Uhr Strom erzeugen”, sagt Lemmerer. Damit wird der größte Schwachpunkt der derzeitigen Solarstromproduktion ausgeräumt: Fotovoltaikzellen produzieren nur dann Elektrizität, wenn die Sonne scheint.

Der springende Punkt bei dieser Technologie sind die Kosten für die Reflektoren, die das Sonnenlicht bündeln. Am gebräuchlichsten sind derzeit sogenannte Parabolrinnenkollektoren, die die Strahlung auf ein in der Mitte verlaufendes Rohr bündeln. Bei Turmkraftwerken hingegen stehen rund um einen Turm einzelne Spiegel, die das Licht in einem zentralen Punkt bündeln. Dabei entstehen Temperaturen von mehr als 850 Grad. Die Spiegel (“Heliostate”) werden im Tagesverlauf dem Sonnenstand nachgeführt. Das Problem dabei: Bis zur Hälfte der Investitionskosten entfällt auf die Spiegel.

Die Lösung aufblasbare Kunststofffolie. Die Strahlung wird auf ein zentrales Rohr gebündelt, durch das der Wärmeträger fließt. HELIOtube ist zudem als Konzentrator für hocheffiziente Fotovoltaikanlagen geeignet. Derzeit, so erläutert Heliovis-Chef Felix Tiefenbacher, werde gerade die zweite Generation von Prototypen gebaut. Das sind 13 Meter lange Schläuche mit einem Durchmesser von zwei Metern. In einigen Jahren soll die für die Praxis erforderliche Größe von 100 bis 200 Meter Länge und fünf bis zehn Meter Durchmesser erreicht werden. Was dafür noch nötig ist, ist ein Investor, der Kapital bereitstellt. Momentan lebt das Unternehmen noch von Förderungen durch die Wiener Technologieagentur ZIT, den Klima- und Energiefonds, die Austria Wirtschaftsservice (AWS) und in Bälde die Forschungsförderungsgesellschaft (FFG).

Ein Fernziel für Heliovis ist es, beim Desertec-Projekt mitmischen zu können. Tiefenbacher: “Wir passen da genau rein.” Wie berichtet, hat eine Handvoll europäischer Unternehmen wie ABB, RWE oder Siemens ein Konsortium gebildet, um in der Sahara Solarstrom zu erzeugen und diesen nach Europa zu leiten. Technisch ist das etwa mit Gleichstromleitungen keine große Hexerei: “Das ist Stand der Technik”, sagt Siemens-Experte Lemmerer. Die Probleme liegen ganz woanders: bei der Finanzierung oder der politischen Stabilität der Saharastaaten.