{"id":53265,"date":"2019-11-27T00:00:00","date_gmt":"2019-11-26T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/solyonaya-solnechnaya-energiya"},"modified":"2020-02-18T14:01:09","modified_gmt":"2020-02-18T11:01:09","slug":"solyonaya-solnechnaya-energiya","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/news\/solyonaya-solnechnaya-energiya","title":{"rendered":"Salzige Sonnenenergie","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Salzige
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\nDie Gewinnung und Nutzung von Sonnenenergie ist eines der wichtigsten Errungenschaften der Menschheit in Bezug auf die Energieversorgung. Die Hauptschwierigkeit besteht jetzt nicht mehr darin, Sonnenenergie zu sammeln, sondern sie zu speichern und zu verteilen. Wenn es gelingt, dieses Problem zu l\u00f6sen, k\u00f6nnten traditionelle Unternehmen, die auf fossile Brennstoffe angewiesen sind, in den Ruhestand gehen.<\/p>\n

SolarReserve \u2014 ein Unternehmen, das die Verwendung von geschmolzenem Salz in Solar-Energiekraftwerken anbietet und an alternativen L\u00f6sungen f\u00fcr Speicherprobleme arbeitet. Anstatt Sonnenenergie zur Stromerzeugung zu nutzen und diese in Solarbatterien zu speichern, schl\u00e4gt SolarReserve vor, die Energie in thermischen Speichern (T\u00fcrmen) umzuleiten. Der Energieturm wird die Energie erhalten und speichern. Die F\u00e4higkeit von geschmolzenem Salz, in fl\u00fcssiger Form zu bleiben, macht es zu einem idealen Medium f\u00fcr thermische Speicherung.<\/i>.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Die Aufgabe des Unternehmens ist es, zu beweisen, dass seine Technologie Sonnenenergie zu einer jederzeit verf\u00fcgbaren Energiequelle machen kann (wie bei jedem Kraftwerk, das mit fossilen Brennstoffen betrieben wird). Konzentrierte Sonnenstrahlung erhitzt im Turm das Salz auf 566 \u00b0C, und es wird in einem riesigen isolierten Tank gespeichert, bis es zur Dampferzeugung zur Betreibung einer Turbine verwendet wird.<\/p>\n

Doch alles der Reihe nach.<\/p>\n

Einleitung<\/h2>\n

\nDer Cheftechnologe von SolarReserve, William Gould, hat \u00fcber 20 Jahre in die Entwicklung der CSP-Technologie (konzentrierte Solarenergie) mit geschmolzenem Salz investiert. In den 1990er Jahren war er Projektleiter der Demonstrationsanlage Solar Two, die mit Unterst\u00fctzung des US-Energieministeriums in der Mojave-W\u00fcste gebaut wurde. Ein Jahrzehnt zuvor wurde dort bereits eine Struktur getestet, die die theoretischen Berechnungen zur kommerziellen Stromerzeugung mit Hilfe von Heliostaten best\u00e4tigte. Goulds Aufgabe bestand darin, ein \u00e4hnliches Projekt zu entwickeln, bei dem anstelle von Dampf erhitztes Salz verwendet wird, sowie Beweise zu finden, dass die Energie gespeichert werden kann. <\/p>\n

Bei der Auswahl eines Beh\u00e4lters zur Speicherung von geschmolzenem Salz schwankte Gould zwischen zwei Optionen: einem Hersteller von Kesseln mit Erfahrung in traditionellen Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, und dem Unternehmen Rocketdyne, das Raketentriebwerke f\u00fcr die NASA herstellte. Die Wahl fiel zugunsten der Raketentechniker. Teilweise, weil Gould zu Beginn seiner Karriere als Nuklearingenieur bei dem riesigen Bauunternehmen Bechtel t\u00e4tig war, das an den kalifornischen Reaktoren von San Onofre arbeitete. Und er war der Meinung, dass er keine zuverl\u00e4ssigere Technologie finden w\u00fcrde.<\/p>\n

Die D\u00fcse des Raketentriebwerks, aus der hei\u00dfe Gase austreten, besteht tats\u00e4chlich aus zwei H\u00fcllrohren (einem inneren und einem \u00e4u\u00dferen), in deren gefr\u00e4sten Kan\u00e4len die Treibstoffkomponenten in fl\u00fcssiger Phase zirkulieren, um das Metall zu k\u00fchlen und die D\u00fcse vor dem Schmelzen zu bewahren. Die Erfahrung von Rocketdyne in der Entwicklung \u00e4hnlicher Ger\u00e4te und in der Hochtemperatureisenverarbeitung war bei der Entwicklung der Technologie zur Verwendung von geschmolzenem Salz in Solarenergieanlagen hilfreich.<\/p>\n

Das Projekt Solar Two mit einer Leistung von 10 MW funktionierte mehrere Jahre erfolgreich und wurde 1999 stillgelegt, was die Lebensf\u00e4higkeit der Idee best\u00e4tigte. Wie William Gould selbst zugibt, gab es einige Probleme mit dem Projekt, die gel\u00f6st werden mussten. Aber die Haupttechnologie, die in Solar Two verwendet wurde, funktioniert auch in modernen Anlagen wie Crescent Dunes. Die Mischung aus Nitratsalzen und die Betriebstemperaturen sind identisch, der einzige Unterschied liegt in dem Ma\u00dfstab der Anlage.<\/p>\n

Der Vorteil der Technologie zur Nutzung von geschmolzenem Salz besteht darin, dass sie eine bedarfsgerechte Stromversorgung erm\u00f6glicht, und nicht nur, wenn die Sonne scheint. Das Salz kann W\u00e4rme \u00fcber Monate speichern, sodass ein gelegentlich bew\u00f6lkter Tag die Verf\u00fcgbarkeit von Elektrizit\u00e4t nicht beeintr\u00e4chtigt. Dar\u00fcber hinaus sind die Emissionen des Kraftwerks minimal, und es entstehen nat\u00fcrlich keine gef\u00e4hrlichen Abf\u00e4lle als Nebenprodukt des Prozesses.<\/p>\n

Arbeitsprinzipien<\/h2>\n

\nDas solarbetriebene Kraftwerk nutzt 10.347 Spiegel (Heliostaten), die auf 647,5 Hektar (das sind \u00fcber 900 Fu\u00dfballfelder) installiert sind, um das Sonnenlicht auf einen 195 Meter hohen Turm zu konzentrieren, der mit einer salzartigen \"F\u00fcllung\" gef\u00fcllt ist. Dieses Salz wird durch die Sonnenstrahlen auf 565 \u00b0C erhitzt, und die W\u00e4rme wird gespeichert und dann verwendet, um Wasser in Dampf umzuwandeln und Generatoren f\u00fcr die Stromerzeugung zu betreiben.<\/p>\n

\"Salzige
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\nDie Spiegel werden Heliostaten genannt, da jeder von ihnen neigen und sich drehen kann, um seinen Lichtstrahl genau zu fokussieren. In konzentrischen Kreisen angeordnet, konzentrieren sie das Sonnenlicht auf den \"Empf\u00e4nger\" an der Spitze des zentralen Turms. Der Turm selbst leuchtet nicht, der Empf\u00e4nger hat eine matt-schwarze Farbe. Der Lichteffekt entsteht durch die Konzentration der Sonnenstrahlen, die das Beh\u00e4lter erhitzen. Hei\u00dfes Salz flie\u00dft in einen 16.000 m\u00b3 fassenden Edelstahlbeh\u00e4lter.<\/p>\n

\"Salzige
\nHeliostat<\/i><\/p>\n

Das Salz, das bei diesen Temperaturen aussieht und flie\u00dft wie Wasser, passiert den W\u00e4rmetauscher, um Dampf f\u00fcr den Betrieb eines Standard-Turbogenerators zu erzeugen. Im Tank befindet sich genug geschmolzenes Salz, um den Generator f\u00fcr 10 Stunden zu betreiben. Das entspricht 1.100 Megawattstunden Speicherkapazit\u00e4t, was fast 10 Mal mehr ist als die gr\u00f6\u00dften Lithium-Ionen-Batteriesysteme, die zur Speicherung erneuerbarer Energien installiert wurden.<\/p>\n

\r\n \"Video\r\n
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Schwerer Weg<\/h2>\n

\nTrotz der vielversprechenden Idee kann man nicht sagen, dass SolarReserve erfolgreich war. In vielerlei Hinsicht blieb das Unternehmen ein Startup. Obwohl es ein energiegeladenes und lebhaftes Startup in jeder Hinsicht war. Denn das Erste, was Sie sehen, wenn Sie in Richtung des Crescent Dunes-Kraftwerks blicken, ist das Licht. So hell, dass man nicht hineinschauen kann. Die Lichtquelle ist der 195 Meter hohe Turm, der stolz \u00fcber den W\u00fcstengebieten von Nevada thront, etwa auf halbem Weg zwischen der kleinen Stadt Reno und Las Vegas. <\/p>\n

So sah das Kraftwerk in verschiedenen Bauphasen aus<\/b>\"Salzige
\n2012, Baubeginn<\/i><\/p>\n

\"Salzige2014, das Projekt ist fast abgeschlossen<\/i><\/p>\n

\"Salzige
\nDezember 2014, Crescent Dunes fast betriebsbereit<\/i><\/p>\n

\"Salzige
\nFertige Anlage<\/i><\/p>\n

Etwa eine Stunde von hier entfernt liegt die ber\u00fchmte Area 51, eine geheime milit\u00e4rische Einrichtung, die diesen Sommer im Internet zum Sturm aufgerufen wurde, um \"Au\u00dferirdische\" aus den H\u00e4nden der amerikanischen Regierung zu \"retten\". Eine solche Nachbarschaft f\u00fchrt dazu, dass Reisende, die ein ungew\u00f6hnlich helles Licht gesehen haben, manchmal die einheimische Bev\u00f6lkerung fragen, ob sie Zeugen von etwas Ungew\u00f6hnlichem oder sogar Au\u00dferirdischem geworden sind. Und dann sind sie aufrichtig entt\u00e4uscht zu erfahren, dass es sich nur um ein Solarenergie-Kraftwerk handelt, das von einem fast 3 km breiten Spiegelfeld umgeben ist.<\/p>\n

Der Bau von Crescent Dunes begann im Jahr 2011 dank Krediten der Regierung und Investitionen von NV Energy, dem gr\u00f6\u00dften Versorgungsunternehmen in Nevada. Das Kraftwerk wurde 2015 fertiggestellt, etwa zwei Jahre sp\u00e4ter als geplant. Doch auch nach der Fertigstellung gab es Schwierigkeiten. In den ersten beiden Jahren waren die Pumpen und Transformatoren f\u00fcr die Heliostaten oft defekt oder funktionierten nicht ordnungsgem\u00e4\u00df, da sie nicht ausreichend leistungsf\u00e4hig waren. Daher war die Output-Leistung bei Crescent Dunes in den ersten Betriebsjahren geringer als geplant.<\/p>\n

Eine weitere Herausforderung bestand in den V\u00f6geln. Wenn sie unter das \u201eZiel\u201c des konzentrierten Sonnenlichts gerieten, wurde der ungl\u00fcckliche Vogel zu Asche<\/a><\/noindex>. Laut den Vertretern von SolarReserve gelang es, regelm\u00e4\u00dfige und massenhafte \"Kremierungen\" von V\u00f6geln in ihren Kraftwerken zu vermeiden. Gemeinsam mit mehreren nationalen Organisationen wurde ein spezieller Plan entwickelt, um potenzielle Gefahren f\u00fcr das Kraftwerk zu mindern. Dieses Programm wurde 2011 genehmigt und soll das potenzielle Risiko f\u00fcr V\u00f6gel und Flederm\u00e4use reduzieren.<\/p>\n

Das gr\u00f6\u00dfte Problem f\u00fcr Crescent Dunes war jedoch ein Leck im Lagerbeh\u00e4lter f\u00fcr hei\u00dfes Salz, das Ende 2016 entdeckt wurde. Gem\u00e4\u00df der Technologie verteilt ein riesiger Ring, der auf St\u00fctzen am Boden des Beh\u00e4lters ruht, das geschmolzene Salz, w\u00e4hrend es aus dem Empf\u00e4nger flie\u00dft. Die St\u00fctzen sollten am Boden befestigt werden, w\u00e4hrend der Ring Spielraum f\u00fcr Bewegungen ben\u00f6tigt, da Temperatur\u00e4nderungen zu einer Ausdehnung\/Verengung der Materialien f\u00fchren. Stattdessen wurden aus einem Fehler der Ingenieure all diese Teile fest miteinander verschwei\u00dft. Das Ergebnis war, dass sich der Boden des Beh\u00e4lters bei Temperaturschwankungen verbog und undicht wurde.<\/p>\n

An sich stellt das Auslaufen von geschmolzenem Salz keine besondere Gefahr dar. Beim Kontakt mit der Schicht aus Kies unter dem Beh\u00e4lter k\u00fchlte das geschmolzene Salz sofort ab und verwandelte sich in Salz. Dennoch zog sich die Stilllegung des Kraftwerks \u00fcber acht Monate hin. Es wurden die Ursachen des Lecks, die daf\u00fcr Verantwortlichen, die Folgen des Vorfalls und weitere Fragen untersucht. <\/p>\n

Damit sind die Probleme von SolarReserve noch lange nicht vorbei. Die Leistung des Kraftwerks war 2018 niedriger als geplant, wobei der durchschnittliche Leistungsfaktor bei 20,3 % im Vergleich zum geplanten Leistungsfaktor von 51,9 % lag. Infolgedessen begann das National Renewable Energy Laboratory der USA (NREL) eine 12-monatige Untersuchung zu den Kosten des CSP-Projekts und konzentrierte sich auf die Leistungsprobleme und unvorhergesehenen Ausgaben. In der Folge wurde zun\u00e4chst Klage gegen das Unternehmen erhoben und die Unternehmensf\u00fchrung gewechselt, und 2019 wurde es sogar gezwungen, seine Insolvenz zu erkl\u00e4ren.<\/a><\/noindex>. <\/p>\n

Das ist noch nicht das Ende.<\/h2>\n

\nDoch selbst das hat die Entwicklung der Technologie nicht aufgehalten. Immerhin gibt es \u00e4hnliche Projekte in anderen L\u00e4ndern. So werden in der Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park \u00e4hnliche Technologien eingesetzt \u2013 dem gr\u00f6\u00dften Solarpark der Welt, der in Dubai in einem einzigen Raum zusammengefasst ist. Oder zum Beispiel in Marokko. Dort gibt es noch mehr Sonnentage als in den USA, weshalb die Effizienz des Kraftwerks h\u00f6her sein sollte. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass dies tats\u00e4chlich der Fall ist.<\/p>\n

Der CSP-Turm Noor III mit einer Kapazit\u00e4t von 150 MW in Marokko \u00fcbertraf in den ersten Monaten der Inbetriebnahme die geplanten Leistungs- und Speicherf\u00fcllungsziele. Die Finanzierungskosten f\u00fcr die Energiespeicherprojekte im Turm entsprechen den erwarteten Prognosen, versichert Xavier Lara, leitender Berater der CSP Ingenieursgruppe Empresarios Agrupados (EA).<\/p>\n

Kraftwerk Noor III<\/b>\"Salzige
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\n\"Salzige
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\nDas im Dezember des vergangenen Jahres in Betrieb genommene Kraftwerk Noor III zeigt eine bemerkenswerte Leistung. Noor III, das von der spanischen SENER und der chinesischen Energie-Baugesellschaft SEPCO installiert wurde, ist das gr\u00f6\u00dfte in Betrieb befindliche Turmwerk der Welt und das zweite in Bezug auf die Integration der Technologie zur Speicherung von geschmolzenem Salz.<\/p>\n

Experten sind der Meinung, dass verl\u00e4ssliche fr\u00fche Daten zur Leistung von Noor III hinsichtlich Effizienz, Erzeugungsflexibilit\u00e4t und Speicherintegration die Probleme mit der Zuverl\u00e4ssigkeit von CSP-T\u00fcrmen und Speichern verringern und die Kapitalkosten f\u00fcr zuk\u00fcnftige Projekte senken sollten. In China hat die Regierung bereits ein Programm zur Errichtung von 6000 MW CSP mit Speicher angek\u00fcndigt. SolarReserve arbeitet mit dem staatlichen Unternehmen Shenhua Group zusammen, das sich mit dem Bau von Kohlekraftwerken besch\u00e4ftigt, um 1000 MW an geschmolzenem Salzkraftwerken zu entwickeln. Aber wird man solche Speicher-T\u00fcrme weiterhin bauen? Die Frage.<\/p>\n

K\u00fcrzlich hat das Unternehmen Heliogen, das Bill Gates geh\u00f6rt, einen Durchbruch in der Nutzung konzentrierter Sonnenenergie angek\u00fcndigt. Heliogen konnte die Temperatur von 565 \u00b0C auf 1000 \u00b0C erh\u00f6hen. Damit er\u00f6ffnen sich M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Nutzung von Sonnenenergie in der Produktion von Zement, Stahl und petrochemischen Erzeugnissen.<\/p>\n

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Ein Kraftwerk mit fl\u00fcssigem Salz ist<\/h2>\n