Wärmeerzeugung mit Parabolrinnentechnik findet neuen Markt bei kleineren Anlagen
Parabolrinnenkollektoren sind vielseitig. Doch Strom und Wärme gleichermaßen zu nutzen, erweist sich als schwieriger als gedacht. Die großtechnischen Anlagen sind nicht so erfolgreich wie einst gehofft. Nur in wenigen Regionen dürften sie eine Zukunft haben. Kleinere Anlagen hingegen erschließen sich langsam, aber sicher einen wachsenden Markt.
Parabolrinnenkraftwerke im Kleinformat liefern für Gewerbe und Industrie sowohl Wärme wie Strom, können aber auch für solare Kühlung eingesetzt werden.
Foto: Solitem
Sie schienen sich perfekt zu ergänzen. Solarthermische Kraftwerke und Meerwasserentsalzungsanlagen galten lange als Traumpaar, das Küstenstädten in trockenen Regionen Strom und Süßwasser bescheren sollte. Doch es hat nicht sollen sein. Die Standorte am Meer haben sich als weitgehend untauglich für solarthermische Kraftwerke erwiesen: Die salzige Luft setzt den Metallteilen zu, der morgens vom Wasser aufsteigende Dunst sorgt dafür, dass die Sonnenkraftwerke in den ersten Stunden nach Sonnenaufgang kaum arbeiten können.
Vor allem ist das Land in Küstennähe meist schlicht zu teuer für eine so flächenintensive Energiegewinnung. „Die Kombination von Solarkraftwerken mit thermischer Entsalzung sehe ich mittlerweile sehr kritisch“, fasst es Olaf Goebel zusammen. Er hat viele Jahre große Solarprojekte im Mittelmeerraum und im Nahen Osten geleitet und ist heute Professor für Erneuerbare Energieerzeugung an der Hochschule Hamm-Lippstadt.
Hohe Grundstückskosten belasten Rentabilität
Nutzt man die Wärme nicht für die Meerwasserentsalzung, sondern für Industrieprozesse oder um thermische Klimaanlagen zu betreiben, sieht es kaum besser aus: Überall dort, wo Menschen leben oder arbeiten, kostet das Land mehr, als es für den rentablen Betrieb eines flächenintensiven Solarkraftwerks dürfte. Dabei lag der Charme der Spiegelkraftwerke gerade in der Symbiose von Strom- und Wärmeerzeugung, denn in der reinen Stromproduktion haben klassische Photovoltaikmodule die Spiegelfelder schon vor Jahren preislich unterboten.
Die Erkenntnis, dass sich die Stromerzeugung kaum mit Wärmenutzung verbinden lässt, hat den Parabolrinnen-Kraftwerken daher einen Tiefschlag versetzt. Doch Goebel ist überzeugt, dass sie zumindest in einer Region wieder auf die Beine kommen werden: In der schwülen Hitze der Arabischen Emirate zum Beispiel laufen die Klimaanlagen oft bis in die Nacht. Dort können die solarthermischen Kraftwerke damit punkten, dass sie im Gegensatz zur Photovoltaik schon heute über brauchbare Energiespeicher verfügen. So kann man mit ihnen nicht nur Gas sparen, sondern tatsächlich auch Gaskraftwerke ersetzen.
Trotzdem kommt auch die Wärmeerzeugung mit Parabolrinnen womöglich gerade erst richtig in Schwung. Mittlerweile bieten ungefähr 20 Unternehmen kleine Parabolrinnen an, die sich auch auf Dächern installieren lassen. Etwa ein Drittel der Anbieter hat bereits Erfahrung in Feldtests und ersten kommerziellen Anlagen gesammelt, schätzt Elimar Frank, der mit seinem Team am Institut für Solartechnik im Schweizer Rapperswil Hochtemperaturkollektoren testet und entwickelt.
Solartechnik in der Türkei erfolgreich
Ein Teil der kommerziell errichteten Anlagen stammen vom deutsch-türkischen Unternehmen Solitem. Vor allem in der Türkei finden die Rinnenkollektoren guten Absatz, denn dort sind die Umstände günstig: kräftige direkte Sonneneinstrahlung, hohe Energiekosten, stabiles Wirtschaftswachstum.
Mehr als zehn Projekte seien gerade in Vorbereitung, davon fünf in der Detailplanung, berichtet Christian Gunkel von Solitem. Aus gutem Grund: In etwa sechs Jahren kann sich eine Parabolrinnenanlage in der Türkei refinanzieren.
Einige der Solitem-Kollektoren sollen thermische Kältemaschinen in Hotels antreiben, andere sollen Dampf und Wärme für die Lebensmittelindustrie produzieren. Auch die Firmen NEP Solar aus der Schweiz, Soltigua aus Italien und Smirro aus Deutschland haben bereits erste Projekte umgesetzt.
Die Spiegelrinnen für die Wärmegewinnung sind nicht einfach Miniaturversionen der Kraftwerksrinnen, sondern eigens an ihre Aufgaben angepasst. Beschichtete Aluminiumspiegel und besondere Unterkonstruktionen sorgen für ein geringes Gewicht.
Im Übrigen fallen die kleinen Rinnenkollektoren recht unterschiedlich aus. Wer Temperaturen über 200 °C erreichen will, kommt zum Beispiel kaum umhin, das Receiverrohr, auf das die Sonnenstrahlen fokussiert werden, mithilfe eines Vakuums zu isolieren, so dass die gesammelte Wärme nicht gleich wieder verloren geht. Wer sich auf niedrigere Temperaturen beschränkt, braucht das nicht unbedingt und kann so Kosten sparen.
Branche braucht Module, um Kosten zu senken
„Was die Entwicklung des eigentlichen Kollektors angeht, sind einige Firmen schon ziemlich weit gekommen“, findet Solartechnikentwickler Frank. Doch es geht nicht nur um die Kollektoren. Bisher ist nahezu jedes Projekt ein Einzelstück. Es gilt, modulare Hydraulikkonzepte zu entwickeln, die zugleich flexibel und einfach sind. Montagekonzepte müssen standardisiert, Vertriebswege aufgebaut und Installationspartner geschult werden.
Einschließlich Planung, Installation und Einbindung muss man heute bei größeren Projekten etwa 500 €/m2 Kollektorfläche veranschlagen. „Wenn es gelingt, mit den Erfahrungen aus den bisher und in den nächsten paar Jahren installierten Anlagen eine Kostensenkung um mindestens ein Drittel zu erreichen, könnte die Technologie in Südeuropa schon gut mit fossilen Energien konkurrieren“, sagt Frank.
Jeder für sich haben Strom und Wärme aus den Spiegelrinnen ihren Platz gefunden, den sie in den nächsten Jahren besetzen wollen. Und an manchen Orten könnten sie sogar doch noch eine gemeinsame Zukunft haben. Solitem erzeugt mit der Wärme aus den kleinen Rinnen in mehreren Projekten auch Strom – zum Beispiel in Burkina Faso, wo Elektrizität zur Mittagszeit sehr teuer ist.
Solarkraftwerksexperte Olaf Goebel verweist auf die Küste des Roten Meeres als guten Standort für die Anlagen: Dort ist das Wasser kühl und bildet deshalb wenig Dunst. Direkt hinter den Touristenresorts am Strand ist das Land zudem billig zu haben.
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