Solarenergie gilt aufgrund ihres stetigen Wachstums in den letzten Jahrzehnten weithin als Vorzeigeprojekt der erneuerbaren Energien . Konzentrierte Solarenergie (CSP) ist eine Methode zur Energiegewinnung, bei der Spiegel Sonnenlicht reflektieren. Der Spiegel bündelt und konzentriert das natürliche Sonnenlicht auf einen bestimmten Bereich und wandelt es in Wärme um. Der dabei entstehende Dampf treibt eine Turbine an, die Strom erzeugt.

Konzentrierte Solarkraftwerke (CSP-Kraftwerke) speichern Wärmeenergie , die anschließend zur Stromerzeugung genutzt werden kann. In den Vereinigten Staaten sind derzeit CSP-Kraftwerke mit einer Leistung von rund 1,815 Megawatt in Betrieb.

Quelle: Jensen <istock>

Wie funktioniert konzentrierte Solarenergie?

Die konzentrierte Solarstromtechnologie nutzt vier alternative Technologieansätze:

i) Durch Systeme

ii) Stromturm

iii) Fresnel-System

iv) Geschirrsysteme

i) Trogsysteme

Das Energiesystem verwendet ausgedehnte Reflektoren in Form des Buchstabens U, in deren Mitte oder Brennpunkt ölgefüllte Rohre verlaufen. Diese reflektierenden Oberflächen sind zur Sonne geneigt und konzentrieren das Sonnenlicht auf die Rohre, wodurch sich das Öl im Inneren auf Temperaturen von bis zu 750 Grad Fahrenheit erwärmt. Das erhitzte Öl wird anschließend zum Kochen von Wasser verwendet und erzeugt Dampf, der herkömmliche Turbinen und Generatoren antreibt.

ii) Power Tower-Systeme

Kraftwerkstürme oder Zentralempfängersysteme verwenden Heliostaten, bei denen es sich um sonnennachgeführte Spiegel handelt, um das Sonnenlicht auf einen Empfänger zu konzentrieren, der sich an der Spitze eines Turms befindet. Die auf eine Temperatur von ca. 600 °C erhitzte Wärmeträgerflüssigkeit wird zur Dampferzeugung eingesetzt und dieser Dampf wird anschließend in einem konventionellen Turbinengenerator zur Stromerzeugung genutzt.

iii) Fresnel-Systeme

Eine Vielzahl von Kollektoren sind in Reihen angeordnet. Die Spiegel werden horizontal auf dem Boden platziert und lenken das Sonnenlicht in Richtung des darüber liegenden Receiverrohrs. Die Fresnel-Technologie folgt den gleichen Prinzipien wie Trog- und Turmsysteme, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass sie in einem Kraftwerksblock gespeichert oder direkt Dampf erzeugt werden kann.

iv) Parabolschüsselsysteme

Ein parabolisch geformter Parabolspiegel dient als Konzentrator, der Sonnenenergie auf einen Receiver reflektiert, der auf einer mit einem Nachführsystem ausgestatteten Struktur montiert ist, die der Sonne folgt. Die so gewonnene Wärme wird anschließend von einer Wärmekraftmaschine genutzt. Aufgrund seiner Fähigkeit, extrem hohe Temperaturen zu erreichen, eignet sich dieses System hervorragend für den Einsatz in Solarreaktoren.

Vorteile konzentrierter Solarenergie

• Die Concentrated Solar Power (CSP)-Technologie bietet einfache Implementierungen und Betriebe.
• Darüber hinaus dient es als ergänzende Energiequelle zu anderen Quellen.
• Die CSP-Technologie sorgt für eine unterbrechungsfreie Stromquelle, da sie Tag und Nacht Strom erzeugt.
• Darüber hinaus wandelt es Sonnenenergie in eine transportable Energieform um.

Nachteile konzentrierter Solarenergie

• Geothermische Energie ist stark von bestimmten Standorten und der Verfügbarkeit riesiger Landflächen abhängig.
• Darüber hinaus müssen erhebliche potenzielle ökologische Nachteile berücksichtigt werden. Die Kosten für Wärmespeichermaterialien sind ein weiterer Faktor, der berücksichtigt werden muss.
• Darüber hinaus könnte es sowohl bei Forschern als auch bei Investoren an Aufmerksamkeit für diesen Bereich mangeln.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Concentrated Solar Power eine vielversprechende und nachhaltige Technologie darstellt, die die Energie der Sonne durch einen einzigartigen Konzentrationsprozess nutzt. Mit technologischen Fortschritten und zunehmender Akzeptanz hat CPS das Potenzial, eine wichtige Rolle bei unserem Übergang zu einer nachhaltigeren und erneuerbaren Energiezukunft zu spielen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.

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