Technologie

Konzentrierende solarthermische Technologie auch in Deutschland effizient einsetzbar

11.01.2023 - Kostengünstige, effiziente und CO2-freie Lösung für industrielle Prozesswärme zwischen achtzig und vierhundert Grad Celsius.

Konzentrierende solarthermische Systeme sind in Deutschland noch wenig bekannt. Dabei sind sie ein sehr effizienter Ansatz, um Wärme aus Sonnenenergie zu gewinnen. Dafür kommen spezielle Hightech-Spiegel in unterschiedlichen Geometrien zum Einsatz. Sie bündeln die Sonnenstrahlen auf eine begrenzte Fläche, zum Beispiel einen Kreis oder eine Linie. Damit wird ein Wärmeträger-Medium erhitzt, das durch einen Wärmeübertrager strömt. Konzentrierende solarthermische Kraftwerke, wie es sie vor allem im Sonnengürtel der Erde schon gibt, nutzen diese Wärme, um Strom zu erzeugen. Alternativ lässt sich die Energie aus konzentriertem Sonnenlicht auch für industrielle Prozesse nutzen. Ein weiterer Vorteil dabei: Wärme kann man wesentlich besser speichern als Strom.

„Lange Zeit ging man davon aus, dass die Anwendung konzentrierender Solarkollektoren in Mitteleuropa keinen Sinn macht“, erklärt Robert Pitz-Paal, Direktor des Instituts für Solarforschung am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. „Denn man braucht möglichst viel direktes Sonnenlicht und wenig Bewölkung. Neue Untersuchungen und Vergleiche unterschiedlicher Kollektoren haben aber gezeigt, dass das so nicht stimmt. Für industrielle Prozesswärme zwischen achtzig und vierhundert Grad Celsius können sie eine kostengünstige, effiziente und CO2-freie Lösung sein – auch in Zentraleuropa. Dieser Temperaturbereich deckt rund die Hälfte der benötigten Industriewärme ab. Selbst in Deutschland wäre so eine Wärmeproduktion zu einem Preis von deutlich unter zehn Cent pro Kilowattstunde möglich.“

Voraussetzung sei ein entsprechend großes Kollektorfeld von mindestens 10.000 Quadratmetern, so der Forscher. Erste solche Anlagen gibt es bereits: zum Beispiel in Belgien, um industrielle Prozesswärme herzustellen oder in Dänemark, um ein Nahwärmenetz zu versorgen. Zu den Branchen, die in Deutschland von konzentrierenden Solaranlagen profitieren könnten, zählen unter anderem die chemische und Lebensmittelindustrie sowie der Bereich der Nahwärmenetze.

In Deutschland führen, so Pitz-Paal, „Subventionen für fossile Energien wie der Gaspreisdeckel zu einer gewissen Zögerlichkeit der Industrie, auf erneuerbare Technologien umzustellen. Langfristig ist aber allen klar, dass dieser Schritt erfolgen muss. Dass konzentrierende Solarsysteme dabei auch in Deutschland ein technologisch wie wirtschaftlich sinnvoller Ansatz sein können, ist allerdings noch weitgehend unbekannt. Was wir jetzt brauchen, sind eine Handvoll Demonstrationsprojekte und Pilotanlagen. So können wir zeigen, dass diese Technologie funktioniert und veranschaulichen, welche Möglichkeiten sie bietet.“

Das DLR verfüge über einmalige Großforschungsanlagen, um konzentrierende Solarsysteme mit Unternehmen vom Labor in die Anwendung zu bringen, betont Pitz-Paal: „Dazu gehören die Solartürme oder der Sonnensimulator Synlight in Jülich oder unsere Partnerschaften mit der Plataforma Solar in Almeria, die von der spanischen Forschungseinrichtung CIEMAT betrieben wird.“

DLR / RK

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