Kosteneffektivere Solarkollektoren
Die Sonne ist eine wichtige Quelle erneuerbarer Energie, die dabei behilflich sein kann, die negativen Auswirkungen im Zusammenhang mit der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie bspw. die Produktion von Kohlenstoffdioxid und Feinstaub abzuschwächen. Solarthermische Kraftwerke (CSP) verwenden Spiegel, um die Sonnenstrahlen zu konzentrieren und hochenergetische Wärme zu erzeugen, mit der Strom durch eine Turbine oder Wärmekraftmaschine erzeugt wird. Auch wenn die Technologie nicht mehr in ihren Kinderschuhen steckt, gibt es noch viel Raum für Verbesserungen. Das Projekt COMPOSOL (Fibre reinforced composite reflectors for concentrated solar power plants) verbesserte über die Anwendung neuartiger Materialien, die das Gewicht reduzieren und die Haltbarkeit erhöhen, das Design von solarthermischen Kraftwerken. Durch den Einsatz von Kohlefaserverbundwerkstoffen für den Sonnenkollektor werden korrodierende Metallteile ohne Verlust der Gesamtsteifigkeit ersetzt. Es wurde ein modularer Entwurf verwendet, der es ermöglicht, die gesamte Struktur in kleinere Komponenten zu unterteilen, die einfacher herzustellen, zu reparieren und zu ersetzen sind. Das Projektteam entwickelte überdies eine Konfigurationsmanagementsoftware, die eine vollständige Rückverfolgbarkeit jedes einzelnen Panels und jeder Baugruppe ermöglicht. Die reflektive Oberfläche wurde erreicht, indem per physikalischer Dampfabscheidung Silber auf eine Zwischenstruktur aus Polymer oder Glas abgelagert wird, die mit dem Verbundwerkstoff verbunden ist. Die Verbundwerkstoffe können außerdem so angepasst werden, dass aufgrund eines hohen Temperaturgradienten eine reduzierte Dimensionsveränderung sichergestellt ist (d. h., diese weisen einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf). Dadurch eignen sie sich insbesondere für trockene Klimazonen und für Bereiche mit großen Temperaturschwankungen innerhalb eines 24-Stunden-Zyklus. Ihr geringeres Gewicht im Vergleich zu Metallbauteilen erleichtert den Transport und die Montage. COMPOSOL hat zu einem neuartigen CSP-Konzept geführt, das weniger Gewicht und eine erhöhte Beständigkeit bietet. Zusammengefasst werden die Ergebnisse zu wesentlich geringeren Transport- und Betriebskosten führen – letztgenannte gehen größtenteils auf einen reduzierten Wartungsbedarf und einen geringeren Energieverbrauch zurück. Das kosteneffektive CSP-Konzept wird somit die Aufnahme der Technologie fördern sowie wichtige Vorteile für Hersteller, Verbraucher und Umwelt bieten.
Schlüsselbegriffe
Solarkollektoren, solarthermische Kraftwerke, erneuerbare Energie, Turbine, Wärmekraftmaschine, physikalische Gasphasenabscheidung
