Thailands erstes Parabolrinnen-Kraftwerk hat heute seine volle Leistung von fünf Megawatt ins Stromnetz eingespeist. Das Ende des vergangenen Jahres in der thailändischen Provinz Kanchanaburi in Betrieb gegangene Kraftwerk ist das erste Parabolrinnen-Kraftwerk, bei dem der Dampf zum Antrieb einer Turbine direkt in den Parabolrinnen erzeugt wird. Das 100.000 Quadratmeter große Kollektorfeld des Kraftwerks TSE 1 mit 86 Kollektor-Rinnen mit einer Länge von je 120 Metern wurde von der deutschen Firma Solarlite aus Duckwitz in Mecklenburg–Vorpommern gebaut, Betreiber ist der thailändische Energieversorger Thai Solar Energy. Forscher vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben sowohl bei der Entwicklung einzelner Komponenten als auch beim Gesamtkonzept der Anlage mitgewirkt.
In den Absorberrohren, auf die die Parabolspiegel die Sonnenstrahlen bündeln, fließt Wasser anstelle von Thermoöl. Die Rohre stehen unter einem erhöhten Druck von 30 Bar, der entstehende Wasserdampf wird 330 Grad Celsius heiß. "Wird die Wärme direkt durch das Wasser übertragen, kann die Prozesstemperatur eines Kraftwerks und damit dessen Wirkungsgrad gesteigert werden. Langfristig können mit der solaren Direktverdampfung so die Kosten von Sonnenwärme-Kraftwerken gesenkt werden", beschreibt Prof. Robert Pitz-Paal, Leiter des DLR-Instituts für Solarforschung, die Vorteile des Verfahrens. Das Konzept der Direktverdampfung hat die Solarlite GmbH bereits in drei Pilotanlagen erfolgreich getestet und nun erstmalig kommerziell umgesetzt.
Durch den Einsatz des Wassers als Wärmeträger entfällt das sonst oft eingesetzte Thermalöl. Dadurch fallen auch Komponenten wie Wärmetauscher weg. Das Konzept der Direktverdampfung erfordert ein komplexes Steuerungs- und Regelungssystem, um den Druck und die Temperatur zu steuern und zu halten. Solarlite wendet eine Kombination aus Rezirkulation und Einspritzmodus an. Dabei wird dem Wasserkreislauf immer wieder Dampf zugeführt, um den Druck zu stabilisieren. Wesentlich ist aber, dass die Direktverdampfung höhere Betriebstemperaturen bis zu 500 °C zulässt, Thermalöl ist auf 395 °C begrenzt. So wird der Wirkungsgrad und letztendlich die Effizienz eines Parabolrinnen-Kraftwerks deutlich gesteigert. Durch den Verzicht auf das knappe, teure und gefährliche Thermalöl wird das Kraftwerk zudem besonders umweltschonend. Die CO2-Emissionen werden deutlich reduziert im Vergleich mit Öl um 964 t/Jahr und im Vergleich mit Kohle um 1258 t/Jahr.
Die Effizienz der Parabolrinnen-Kraftwerke lässt sich weiter steigern, indem zum Beispiel Dampf und Strom gleichzeitig erzeugt werden oder Energiespeicherlösungen integriert werden. Daneben gibt es Potenzial für Hybridlösungen mit weiteren erneuerbaren Energiequellen. "Wir arbeiten bereits an der Weiterentwicklung der Technologie. Das laufende Kraftwerks-Projekt TSE 2 soll eine Betriebstemperatur von 400 °C bei 40 Bar erreichen.", sagt Joachim Krüger, Geschäftsführer der Solarlite GmbH. Die Solarlite GmbH plant mit Thai Solar Energy Co.,Ltd., Investor und Betreiber von TSE 1 und TSE 2, insgesamt 15 Kraftwerks- Projekte mit einer Gesamtleistung von 135 MW. Joachim Krüger betont: "Solarthermische Kraftwerke sind eine sehr effiziente Form, die Sonne als Energiequelle zu nutzen. Im Vergleich zu Photovoltaik-Kraftwerken ist die Effizienz mit 25 % deutlich höher."
Thailand ist der größte Energiekonsument im südostasiatischen Raum. Das Land kann seinen derzeitigen Energiebedarf nicht durch eigene fossile Energieressourcen decken und ist daher zu großen Teilen auf Energieimporte angewiesen. Da auch in Zukunft die Energienachfrage weiter steigen wird, müssen Erneuerbare Energien in Thailand weiter ausgebaut werden. Die größten Wachstumspotenziale werden dabei in den Bereich der Bio- und Solarenergie insbesondere bei der Photovoltaik gesehen. Da Sonnenwärme-Kraftwerke auch als Hybridkraftwerke mit konventioneller Energie oder Biomasse befeuert werden können und in der Lage sind, die fluktuierende Stromerzeugung aus zum Beispiel Photovoltaik-Anlagen auszugleichen, sind Sonnenwärme-Kraftwerke für Thailand eine wichtige Komponente im zukünftigen Erneuerbaren Energien-Mix.
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