Neue Salzschmelzen für effizientere Solarthermie

10.03.2011 - Portugal

Forscher von Siemens wollen die Effizienz von Solarthermiekraftwerken erheblich steigern und damit die Kosten für diese klimaneutrale Stromerzeugung senken. Dazu sollen in dem Projekt High Performance Solarthermie Salzschmelzen als Wärmeträger eingesetzt werden. Wissenschaftler von Siemens werden mit weiteren Partnern eine Pilotanlage in Portugal aufbauen und den Einsatz von Salzschmelzen in Parabolrinnenkraftwerken testen.

In diesen Kraftwerken fokussieren Hohlspiegel das Sonnenlicht auf ein Absorberrohr in ihrem Brennpunkt. Durch dieses Rohr fließt ein Wärmeträgermedium und erhitzt sich. Die Wärme wird in einem nachgeschalteten Dampferzeuger an einen konventionellen Wasser-Dampf-Kreislauf abgegeben und über Dampfturbine und Generator in Strom umgewandelt. Die Effizienz der Stromerzeugung hängt hauptsächlich von der maximalen Arbeitstemperatur des Wärmeträgers ab. Je höher dessen Temperatur, desto optimaler ist die Ausnutzung der Dampfturbine.

Siemens will statt Thermoöl geschmolzenes Salz verwenden so und die Arbeitstemperatur von 400 auf mehr als 500 Grad steigern. Ein Verzicht auf Thermoöl wäre auch günstig, weil es einen relativ hohen Dampfdruck hat und leicht entzündlich ist. Als Wärmeträger geeignete Salze bestehen aus z.B. aus Natrium- und Kaliumnitraten. Diese sind nicht brennbar und haben fast keinen Dampfdruck, sodass die Anlage drucklos und damit sicherer betrieben werden kann. Zudem haben Salze eine höhere Wärmespeicherfähigkeit als Thermoöl und sind deutlich günstiger. Allerdings muss der Erstarrungspunkt des bisher üblichen Salzes von ca. 220 Grad auf unter 150 Grad gesenkt werden, damit es über Nacht nicht „einfriert“. Ein wichtiges Ziel der Wissenschaftler der zentralen Siemens-Forschung Corporate Technology und der Experten von Siemens Energy ist es, die Zusammensetzung der Salze und damit die physikalischen Eigenschaften zu optimieren.

Die Pilotanlage wird auf dem Gelände der Universität Evora in Portugal gebaut. Hier werden die Solarkomponenten, das Dampferzeugersystem, das Rohrsystem und die Pumpen an die höheren Temperaturen und die Eigenschaften der Salzschmelze angepasst. Die Ergebnisse nutzen die Forscher zur Planung und Verifizierung von kommerziellen Anlagen mit Leistungsgrößen oberhalb von 50 Megawatt. Das Projekt wird vom Bundesumweltministerium gefördert. Neben Siemens sind das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie die Unternehmen Kali+Salz, Senior Berghöfer und Steinmüller Engineering beteiligt.

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