Endlich saubere Energie rund um die Uhr – durch Hochtemperatur-Solarkraftwerke
Das Unternehmen 247Solar, eine Ausgründung des Massachusetts Institute of Technology (MIT), hat nach eigenen Angaben ein Hochtemperatur-Solarkraftwerk entwickelt, das rund um die Uhr Strom und Wärme aus Sonnenenergie liefert – ohne Unterbrechungen.
Ist das die Lösung für die Energiewende? Die Anlage liefert 24 Stunden am Tag Strom.
Foto: 247Solar
Das System basiert auf einem Hochtemperatur-Wärmetauscher, der von David Gordon Wilson, emeritierter MIT-Professor und Mitgründer des Unternehmens, entwickelt wurde. Das Unternehmen integriert diesen Wärmetauscher in eine konventionelle Turbine, die einem Düsentriebwerk ähnelt. So kann die Turbine Strom erzeugen, indem sie heiße Luft unter Umgebungsdruck ohne Verbrennung oder Emissionen umwälzt.
Solarkraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung und thermischen Energiespeichern
Die dazu notwendige Hitze wird durch ein Solar-System erzeugt: Spiegel, die dem Sonnenverlauf folgen – sogenannte Heliostaten – reflektieren und konzentrieren das Sonnenlicht auf einen zentralen Turm. Der Turm verfügt über einen speziellen Solarreceiver, der die Luft bei atmosphärischem Druck auf etwa 1.000 Grad Celsius (°C) erhitzt. Die heiße Luft treibt die Turbinen an und erzeugt 400 Kilowatt Strom und 600 Kilowatt Wärme. Ein Teil der heißen Luft durchströmt auch ein thermisches Langzeit-Energiespeichersystem, wo sie feste Materialien erhitzt, die die Wärme speichern. Die gespeicherte Wärme treibt dann die Turbinen an, wenn keine Sonne scheint.
Das modulare System funktioniert nach Angaben des Unternehmens autark. Es eignet sich besonders für Gemeinden oder zur Stromversorgung abgelegener Orte wie Bergwerke und Bauernhöfe. Sie lassen sich auch mit Windkraft- und konventionellen Solaranlagen kombinieren, um rund um die Uhr Strom aus erneuerbaren Energien zu liefern und die Netznutzung auszugleichen.
„Einer meiner Beweggründe für die Arbeit an diesem System war der Versuch, das Problem der Unterbrechungen zu lösen“, sagt Bruce Anderson, Geschäftsführer von 247Solar. „Ich konnte einfach nicht sehen, wie wir mit Photovoltaik und Wind zu null Emissionen kommen könnten. Selbst mit Photovoltaik, Wind und Batterien können wir das nicht erreichen, weil es immer schlechtes Wetter gibt und die derzeitigen Batterien über lange Zeiträume nicht wirtschaftlich sind. Man braucht eine Lösung, die 24 Stunden am Tag funktioniert.“
Strom und Wärme aus Sonnenenergie: 24 Stunden am Tag?
„Wir bieten Strom rund um die Uhr an, aber auch die Möglichkeit der Kraft-Wärme-Kopplung mit einer Temperatur von bis zu 970 Grad Celsius zur Nutzung in industriellen Prozessen“, sagt Anderson. „Es ist ein sehr flexibles System.“ Der erste Einsatz erfolgt bei einem großen Versorgungsunternehmen in Indien. Wenn dieser erfolgreich verläuft, hofft das Unternehmen auf eine rasche Verbreitung auf andere Länder, Versorgungsunternehmen, Konzerne und Gemeinden weltweit.
Das Unternehmen empfiehlt zudem, das entwickelte System mit herkömmlicher Photovoltaik (PV)-Anlagen zu kombinieren, sodass die Kunden tagsüber von den Vorteilen des kostengünstigen Solarstroms profitieren und nachts die Energie der neuen Anlage nutzen können. „Auf diese Weise können wir mindestens 24, wenn nicht sogar mehr Stunden Energie aus einem sonnigen Tag gewinnen“, sagt Anderson. „Wir bewegen uns wirklich in Richtung dieser Hybridsysteme, die wie ein Prius funktionieren: Manchmal nutzt man die eine Energiequelle, manchmal die andere.“
Solarkraftwerk mit HeatStorE-Thermalbatterien als eigenständiges System
Das Unternehmen vertreibt seine HeatStorE-Thermalbatterien auch als eigenständiges System. Der Wärmespeicher wird dann nicht durch das unternehmenseigene Solarsystem aufgeladen, sondern durch die Zirkulation von Luft durch eine elektrische Spule, die durch Strom aus dem Netz, der Photovoltaikanlage oder Windkraft beheizt wird. Die Wärme kann mit einer einzigen Ladung neun Stunden oder länger gespeichert und dann als Strom plus industrieller Prozesswärme mit einer Temperatur von 250 °C oder als reine Wärme mit einer Temperatur von bis zu 970 °C abgegeben werden. Anderson zufolge kostet die Wärmebatterie des Unternehmens pro erzeugter Kilowattstunde nur etwa ein Siebtel der Kosten von Lithium-Ionen-Batterien.
Neben dem Indien-Projekt befindet sich das Unternehmen in Gesprächen mit netzunabhängigen Gemeinden in den USA und Ägypten, Bergbaubetreibern weltweit und der Regierung eines kleinen Landes in Afrika. Anderson zufolge wird der nächste Kunde wahrscheinlich eine netzunabhängige Gemeinde in den USA sein, die aktuell noch auf Dieselgeneratoren angewiesen ist.
Darüber hinaus kooperiert 247Solar mit einem Finanzunternehmen, um eigene Projekte zu finanzieren und erneuerbare Energie direkt an Kunden verkaufen zu können. So will das Unternehmen das Wachstum und die Verbreitung seiner Technologie zusätzlich beschleunigen.
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