Solarthermische Hochtemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 488

Abb. 7.1 Klassifizierung solarthermischer Kraftwerke zur Stromerzeugung nach Art der Konzent-
ration der Solarstrahlung

7.2 Solarturmanlagen

Solarturmanlagen bestehen aus einem Spiegelfeld, in dem diese zumeist zweiachsig nach-
geführt werden. Die Spiegel, die sogenannten Heliostaten, fokussieren die Solarstrahlung
auf die Spitze eines Turmes. Hierfür werden sie mit Hilfe von Getrieben in zwei Drehachsen
der Sonne nachgeführt. Die Heliostaten sind meist leicht gekrümmt und bei Turmkraftwer-
ken beträgt die typische Größenordnung der einzelnen Heliostaten zwischen 50-150 m 2
(Romero et al. 2002 ) Die Steuerung erfolgt so, dass das reflektierte Sonnenlicht mehrerer
Heliostaten sich im einem größeren Brennfleck auf einem Turm trifft. Die Limitierung ist
dabei durch die mittlere vom Receiver ertragbare Leistungsdichte gegeben. Durch die für
ein Kraftwerk großen Spiegelflächen machen die Anschaffungskosten der Heliostaten ca.
40-50 % der gesamten Investitionskosten eines Solarturmkraftwerkes aus, weshalb die Re-
duktion der Herstellungs- und Betriebskosten ein Fokus der Weiterentwicklung ist. Kosten-
reduzierend wirken sich unter anderem die Verbesserung des optischen Wirkungsgrads der
Spiegel selbst, die Minimierung der Windlasten, eine Gewichtsverringerung bei gleicher
Steifigkeit und eine Optimierung der Regelstrategie zur Erhöhung des Jahresertrags aus.
Die Abb. 7.2 zeigt die schematische Anordnung von Spiegeln und Heliostaten in einem
Turmkraftwerk (Mitte) sowie einen typischen Heliostaten (linke Abbildung ). Von 1982
bis 1988 wurde das Turmkraftwerk Solar-One mit einer Leistung von 10 MW el im Netz-
verbund betrieben. Darüber hinaus konnte noch keine Markteinführung erfolgen, jedoch
werden für große Systeme bis 200 MW el geringe Stromgestehungskosten erwartet, sofern
eine effiziente Kopplung mit Energiespeichern gelingt.