Sonne in den Sand gesetzt

Das ehrgeizige Desertec Unterfangen hat in der Vergangenheit für zahlreiche Schlagzeilen gesorgt. Mit dem Großprojekt soll Solarstrom aus den Wüstengebieten des Sonnengürtels in Afrika und der arabischen Halbinsel nach Europa gebracht werden und bis 2050 rund 15 Prozent des europäischen Energiebedarfs auf umwelt- und klimafreundliche Weise decken.

Solarthermische Kraftwerke gelten im Allgemeinen als vielversprechendste Möglichkeit, die Energieprobleme der Welt auf Dauer zu lösen. Die Gegebenheiten hierfür könnten kaum besser sein, als in den Wüstenregionen – Sonne und ausreichend Platz für die großen Sonnenkollektoren ist hier schließlich reichlich vorhanden. Im Gegensatz zu Photovoltaikanlagen arbeiten die Wüstenkollektoren jedoch mit Hilfe der Solarthermie, bei der die extrahierte Wärme zwischengespeichert wird. Diese Wärme wird genutzt, um entweder Öl oder Luft so stark zu erhitzen, dass mithilfe von Generatoren Strom erzeugt werden kann. Durch die Speicherbarkeit der aus dem Sonnenlicht gewonnene Wärme mittels Flüssigsalzbehältern oder Keramikziegeln wird es möglich, die Wärme über Stunden nahezu verlustfrei zu speichern und somit, anders als bei Photovoltaik- oder Windkraftanlagen, kontinuierlich Energie zu liefern, was auch in punkto Kosten einen entscheidenden Vorteil bringt.

Um einen noch kostengünstigeren Wärmespeicher als flüssiges Salz oder so genannte „heiße Ziegel“ zu erhalten, gehen Forscher des Solar-Instituts in Jülich nun noch einen Schritt weiter. Ihre Überlegung geht dahin, die in der Wüste gegebenen Bedingungen noch weiter auszunutzen. Was bei der Sonne bereits gelungen ist, soll nun auch für den Sand, welcher in der Wüste zur Genüge vorhanden ist, umgesetzt werden. Bislang werden Turmkraftwerke bevorzugt, die einen Teil der heißen Luft zur Wassererwärmung und damit zum Antrieb der Generatoren nutzt und den anderen Teil in Keramikziegel bläst, um diese zu speichern und zur Stromerzeugung für die Abend-, Nacht- oder frühen Morgenstunden verfügbar zu machen.

Zwar ist die Nutzung der „heißen Ziegeln“ bereits ein kostengünstiges Speichermedium, doch macht dieser Keramikspeicher immer noch ein Drittel der Gesamtkosten des Speichers aus. Ließe man nun nach der Idee der Jülicher Forscher den ohnehin kostenlosen Wüstensand einen Luft-Sand-Wärmetauscher durchlaufen, dessen Machbarkeit schon die Pilotanlage in Jülich untermauert, würden sich die Speicherkosten minimieren und so die Stromerzeugungskosten effektiver und noch flexibler gestalten lassen. Hierbei soll der Sand, ähnlich wie in einer Eieruhr, von oben nach unten rieseln und durch das Einblasen von heißer Luft die Hitze annehmen und speichern. Problematisch gestaltet sich bislang nur der Transport des Sandes, eine technische Herausforderung mit dessen Lösung sich die Jülicher Forscher derzeit intensiv befassen.

Judith Schomaker

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