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Energiegewinnung durch Solarthermie Ein Vortrag von Maximilian Pfennig Zur Veranstaltung Ingenieurhydrologie SS-2013 Prof. Dr. rer. nat. M. Koch, Institut.

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1 Energiegewinnung durch Solarthermie Ein Vortrag von Maximilian Pfennig Zur Veranstaltung Ingenieurhydrologie SS-2013 Prof. Dr. rer. nat. M. Koch, Institut für Geotechnik und Geohydraulik, Fachgebiet Geohydraulik und Ingenieurhydrologie, Universität Kassel 1

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3 Gliederung 1. Einleitung2. Grundlagen Was ist Solarthermie Desertec Foundation 3. Solarthermische Kraftwerke Kraftwerkstypen Parabolrinnenkraftwerk Wärmespeicher Innovation 4. Zukunft mit Solarthermie-Strom5. Quellen 3

4 Im Jahre 2050 bräuchte die Menschheit 3 Erden, um ihren Ressourcenverbrauch zu decken Prognose von DF 4

5 Was ist Solarthermie? Umwandlung von Sonnenenergie in nutzbare thermische Energie Die Energie der Sonnenstrahlung wird eingefangen und mit dem Prinzip eines Wärmetauschers in nutzbare thermische Energie wie Warmwasser oder mit weiteren Verfahren in Strom umgewandelt 5

6 Desertec Foundation (DF) Stiftung mit Sitz in Berlin Internationales Netzwerk von Politikern, Wissenschaftlern und Ökonomen Vision: Versorgung möglichst vieler Menschen mit EE-Strom aus Wüstenregionen Konzept: fast unerschöpfliche Energiequelle der Sonne zu Strom umwandeln und verlustarm zu 90% der Weltbevölkerung transportieren Etwa 1% der Wüstenfläche der Erde würde rein rechnerisch ausreichen, die ganze Menschheit mit Energie zu versorgen 6

7 Desertec-Konzept 7

8 Solarthermische Kraftwerke ParabolrinnenkraftwerkSolarturmkraftwerk Fresnel-Kollektoranlagen Paraboloidkraftwerk 8

9 Funktionsweise der Kraftwerke Bündelung des einfallenden Sonnenlichts durch fokussierende Reflektorflächen Sammeln der Wärme: – Durch über die Fläche verteilte Absorber (Parabol/Fresnel) – Durch punktuelle Konzentratoren (Solarturm/Paraboloid) Stromgewinnung aus der Wärme durch dampferzeugende Systeme 9

10 Funktionsweise der Kraftwerke Bündelung des einfallenden Sonnenlichts durch fokussierende Reflektorflächen Sammeln der Wärme: – Durch über die Fläche verteilte Absorber (Parabol/Fresnel) – Durch punktuelle Konzentratoren (Solarturm/Paraboloid) Stromgewinnung aus der Wärme durch dampferzeugende Systeme 10

11 Technische Daten ParabolrinneFresnelSolarturmParaboloid Leistung [MW]5-200 EinsatzDampfturbine Gasturbine ReceiverAbsorberrohr Rohrbündel WärmeträgerThermoölDampfLuft, Salz, Dampf Luft, Helium, Wasserdampf Wirkungsgrad [%] Betriebstemp. [°C]

12 Parabolrinnenkraftwerk Funktionsweise: Gewölbte Spiegel bündeln Sonnenlicht in einem Absorberrohr Thermoöl im Absorberrohr erhitzt auf bis zu 400°C Wärmetauscher nimmt Energie auf Wasser verdampft Turbinen laufen Strom fließt 12

13 1. Parabolrinnenkraftwerk in Marokko Geplanter Betrieb Ende 2015 Kollektorfläche qm Kapazität 160 MW Strommenge: MWh (ca Haushalte) Kosten: Beispielhafte Abbildung

14 Wärmespeicher Thermische Energiespeicher ermöglichen 24h- Betrieb des Kraftwerks Flüssiges Nitritsalz wird auf bis zu 400°C erhitzt u. ermöglicht verlustarm zu speichern Einspeisung von Wasser -> Wasserdampf Siloförmige Wärmespeicher 14

15 Innovation Junge Technologie – Potenzial vorhanden – Wirkungsgrad von momentan 15-20% steigern – Thermoöl durch flüssige Salze ersetzen, höhere Temperaturen möglich – Direkt-Verdampfung in Parabolrinnenkollektoren 15

16 Zukunft mit Solarthermie-Strom Etwa 1% der Wüstenfläche der Erde würde rein rechnerisch ausreichen, die ganze Menschheit mit Energie zu versorgen Grundlastfähige Energiequelle Desertec Projekt: 17% der EU- Energieversorgung aus Afrika (im Jahre 2050) Problematik: Die afrikanische Bevölkerung wird kaum davon profitieren 16

17 Quellen Desertec.org 07-englisch.pdf Spiegel.de Wikipedia 11/desertec/ _und_Umweltsystemtechnik/Bilder/Solarthermische_Kraft werke_1_.pdf he-kraftwerke-waermespeicher-macht-solarenergie- konkurrenzfaehig/ html# 17

18 Fragen? Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 18


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