Solarthermische Kraftwerke (CSP)
Kraftwerke, die direktes Sonnenlicht mit Spiegeln auf einen Receiver bündeln und damit ein Medium erhitzen, das eine Dampfturbine antreibt; meist mit integriertem Wärmespeicher.
CSP wandelt Sonnenlicht in Wärme und diese in einem konventionellen thermischen Kreisprozess in Strom um. Anders als PV nutzt CSP nur die direkte Strahlung und braucht deshalb eine hohe DNI, in der Regel über 1.900–2.000 kWh/m² pro Jahr.
- Parabolrinne: Gewölbte Spiegel bündeln das Licht auf ein Absorberrohr, in dem Thermoöl auf bis zu etwa 390 °C erhitzt wird; die am häufigsten gebaute Bauart.
- Solarturm: Tausende Heliostaten richten das Licht auf einen zentralen Receiver und erhitzen Salzschmelze auf etwa 565 °C. Das bringt einen höheren Prozesswirkungsgrad und billigere Speicher.
- Linear-Fresnel und Parabolschüssel: Nischenbauarten.
Der große Vorteil ist der Wärmespeicher: Tanks mit Nitratsalzschmelze halten die Wärme 6–15 Stunden vor. So erzeugen die Kraftwerke auch nach Sonnenuntergang Strom, und CSP wird regelbar. Anlagen mit großem Speicher erreichen Kapazitätsfaktoren von 40–60 %.
2023 waren weltweit etwa 7 GW installiert (IRENA), vor allem in Spanien, den USA, Marokko (Noor Ouarzazate, 580 MW), Südafrika, China, Chile und den VAE (Noor Energy 1 in Dubai, 700 MW CSP). Laut IRENA sanken die gewichteten mittleren Stromgestehungskosten weltweit von etwa 0,39 USD/kWh im Jahr 2010 auf rund 0,12 USD/kWh im Jahr 2023. Trotzdem wächst CSP nur langsam, weil PV mit Batteriespeicher für die meisten Anwendungen günstiger geworden ist. CSP bleibt eine Nische für lange Speicherdauern und Hochtemperatur-Prozesswärme.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- DNI (Direktnormalstrahlung)
Sonnenstrahlung, die geradlinig von der Sonnenscheibe kommt, gemessen auf einer Fläche, die senkrecht zu den Sonnenstrahlen steht.
- Wärmespeicher
Speicherung von Energie als Wärme oder Kälte in sensibler, latenter (Phasenwechsel) oder thermochemischer Form, zur späteren Nutzung als Wärme oder zur Stromerzeugung.
- Regelbare Erzeugung
Erzeugung, deren Leistung der Betreiber unabhängig vom Wetter einplanen und auf Anforderung erhöhen oder senken kann.
- LCOE (Stromgestehungskosten)
Der konstante Preis pro MWh, mit dem alle auf den heutigen Wert abgezinsten Lebenszeitkosten eines Kraftwerks gedeckt sind, geteilt durch seine abgezinste Stromerzeugung über die Lebensdauer.
- Solarthermie-Kollektor
Gerät, das Sonnenlicht absorbiert und die Wärme an ein Fluid abgibt, vor allem für Warmwasser, Raumheizung, Fernwärme und industrielle Prozesswärme.
- Solartracker (Nachführsystem)
Motorisch bewegtes Gestell, das PV-Module oder Spiegel dem Lauf der Sonne nachführt und so die über den Tag empfangene Einstrahlung erhöht.