Stromproduktion durch Kraft-Wärme-Kopplung
In solarthermischen Kraftwerken (concentrating solar power, CSP) wird die Energie des Sonnenlichts mithilfe von Spiegeln gebündelt und über eine Dampfturbine oder Wärmekraftmaschine in Wärme für die Stromerzeugung umgewandelt. Bei der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) wird die nutzbare Wärme, die bei der Stromerzeugung entsteht, in einem einzigen und sehr effizienten Prozess eingefangen. Die Wissenschaftler des EU-finanzierten Projekts E2PHEST2US untersuchten ein neues Konzept für ein Umwandlungsmodul für Solarthermiekraftwerke. Dieses Modul besteht aus thermionischen und thermoelektrischen Wandlern in einer thermischen Reihe. Die dabei entwickelten innovativen Materialien erlauben eine thermionische Umwandlung bei 700 bis 900 Grad Celsius. Dies ist höher als bei üblichen CSP, aber niedriger als die sonst für die thermionische Umwandlung benötigte Temperatur (über 1.300 Grad Celsius). Die thermoelektrische Phase ermöglicht die Nutzung von Temperaturen von 400 Grad Celsius abwärts bis Raumtemperatur. Um die Abwärme bei mittleren Temperaturen für die KWK zu nutzen, wurde ein Wärmerückgewinnungssystem entwickelt. Darüber hinaus wurde ein einzigartiges Hybrid-Kabel hergestellt, das sowohl Hochtemperaturflüssigkeiten als auch Strom transportieren kann. Die Forschungsergebnisse führten zu drei Patentanträgen. Mit einem kleinen Prototyp konnten Erfolge in Bezug auf die Leistung der neuen Materialien und Technologien hervorgehoben und Bereiche für weitere Forschung und Optimierung offenbart werden.
