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Strom aus Solarkraftwerken soll erheblich günstiger werden

Experten sind sich weitgehend einig, dass Strom aus solarthermischen Großkraftwerken in Zukunft deutlich preiswerter wird. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) prognostiziert, dass an günstigen Standorten bereits im Jahr 2020 die Grenze von zehn Cent pro Kilowattstunde erreicht werden könnte. Andere Studien liefern vergleichbar optimistische Prognosen. Zu erwartende technische Verbesserungen sind nur ein Grund für diese positiven Zukunftsaussichten. Eine wichtige Rolle spielt auch, dass sich die Solarthermie aufgrund verbesserter Speichertechniken in Richtung einer regelbaren Stromversorgung entwickelt. Diese Regelbarkeit ist ein wichtiges Unterscheidungskriterium für unterschiedliche Formen regenerativer Energien. Klassische Beispiele für regelbare Technologien sind Biomassekraftwerke und Wasserkraftwerke, die ihren Output dynamisch dem aktuellen Strombedarf anpassen können. Dem steht als nicht regelbare Variante die Photovoltaik gegenüber, deren aktuelle Stromproduktion immer den Schwankungen der Sonneneinstrahlung folgt und kaum beeinflussbar ist. Die Solarthermie wechselt aufgrund verbesserter Speichertechniken gerade die Seite, sie ist auf dem Weg von einer nicht regelbaren Stromversorgung zu einer regelbaren.

Technische Verbesserungen

Unter dieser Überschrift sind zunächst die Lerneffekte im Produktionsprozess aufzuführen. Das ist kein spezifisches Phänomen der Solarthermie, sondern typisch für alle noch relativ jungen Technologien. Die Komponenten werden anfangs von Jahr zu Jahr sowohl billiger als auch besser. Die verbesserten Technologien ermöglichen es, in den Absorbern der Solarthermie Kraftwerke höhere Temperaturen zu erreichen. Interessant ist, dass die erzeugte Strommenge überproportional mit der Steigerung dieser Temperatur ansteigt, weil zwei Effekte zusammenwirken. Erstens ist die vorhandene Energie, die in Strom umgewandelt werden kann, proportional zur Temperatur. Zweitens steigt der Wirkungsgrad der Umwandlung von Wärmeenergie in Strom mit der Temperatur an. Es steht also mehr Energie zur Verfügung, die darüber hinaus auch noch effektiver genutzt werden kann.

Verbesserte Wärmespeicher

Im Gegensatz zur Photovoltaik, die Sonnenlicht direkt in Strom umwandelt, nimmt die Solarthermie den Umweg über Wärmeenergie. Der Vergleich fällt in etwa so aus: Die Photovoltaik erreicht einen Wirkungsgrad von etwas über 20 Prozent bei der direkten Umwandlung von Strahlungsenergie in Strom. Solarthermische Großkraftwerke, in denen Sonnenlicht über Spiegel auf den Absorber konzentriert wird, können bei der Umwandlung von Strahlung in Wärme Wirkungsgrade von deutlich über 80 Prozent erreichen. Die Verluste treten bei der anschließenden Umwandlung von Wärme in Strom auf, weswegen sich die elektrischen Wirkungsgrade beider Technologien in vergleichbaren Größenordnungen bewegen. Hinsichtlich der Möglichkeiten der Zwischenspeicherung ist die Solarthermie jedoch deutlich überlegen. Wärme ist einfacher zu speichern als Strom, weswegen hier die Möglichkeit genutzt wird, die erzeugte Wärme vor der Umwandlung in Strom zu speichern. Neue Speicher, die beispielsweise die hohe Wärmekapazität von Salzen nutzen, können so tagsüber genügend Wärme für die Nacht aufnehmen. Das erlaubt eine bedarfsgerechte Stromproduktion und somit einen deutlich wirtschaftlicheren Betrieb der Kraftwerke.

Bildquelle: DLR unter CC BY 3.0

 

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