Ein konzentriertes Solarkraftwerk mit eigener Brennstoffreserve
Das US-Start-up 247Solar testet in Indien eine 1-Megawatt-Hybridanlage mit keramischem Wärmespeicher und flexibler Mikroturbine
Von Letizia Giugliano
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Ingenieure bauen in Indien ein konzentriertes Solarkraftwerk mit 1 Megawatt, das bei nachlassendem Sonnenlicht direkt auf Verbrennungsbrennstoffe umschalten kann. Die vom US-Start-up 247Solar entwickelte Erfindung ersetzt herkömmliche Turbinenbrennkammern durch einen Wärmetauscher, sodass dieselbe Generatormaschinerie mit Solarwärme oder Reservebrennstoffen läuft, ohne dass ein separates Kraftwerk errichtet werden muss.
Keramikpellets und Umgebungsluft ersetzen Salzschmelzen
Das Solar-Start-up 247Solar erhitzt Luft unter Umgebungsdruck auf rund 970 °C, und zwar mit einem überarbeiteten Receiver-Design, das ursprünglich von einem deutschen Unternehmen entwickelt wurde, wie Ars Technica berichtet. Statt flüssiger Salze gibt die heiße Luft ihre Wärme an ein Bett aus golfballgroßen Keramikpellets ab und dient so als Festkörper-Energiespeicher. Die meisten konzentrierten Solarkraftwerke nutzen Spiegel, sogenannte Heliostate, um der Sonne zu folgen und das Arbeitsmedium in einem zentralen Turm zu erhitzen, doch frühere Anlagen hatten mit hohen Investitionskosten, komplexer Verrohrung und korrosiven Salzen zu kämpfen. Photovoltaikmodule dominieren moderne Installationen wegen ihrer niedrigen Produktionskosten, können aber ohne Batteriesysteme nachts keinen Strom erzeugen.
„Der Wärmetauscher erfüllt dieselbe Aufgabe wie zuvor die Brennkammer. Er sitzt an derselben Stelle in der Turbinenbaugruppe wie die Brennkammer: nach der Verdichtungsstufe und vor dem Expander.“
Bruce Anderson, 247Solar
Ein direkt einsetzbarer Wärmetauscher in einer Standardturbine
Die gespeicherte Wärmeenergie kann die Generatorturbinen zwischen neun und 20 Stunden nach Sonnenuntergang antreiben, je nach Nutzung am Tag und endgültigem Anlagenlayout. Zur Stromerzeugung gelangt die heiße Luft in einen maßgeschneiderten Wärmetauscher, der direkt in einer Standard-Turbinenbaugruppe sitzt. Wie Bruce Anderson, Vorstandsvorsitzender von 247Solar, gegenüber Ars Technica erläuterte, fungiert der Wärmetauscher als direkter Ersatz für eine Verbrennungseinheit: Er sitzt nach der Verdichtungsstufe und vor dem Expander, um verdichtete Luft zu erhitzen, ohne den Rest der Maschinerie zu verändern. Da der Wärmetauscher lediglich Wärmeenergie überträgt, kann das System Wärme aus mehreren Quellen aufnehmen. Wenn Wolken oder anhaltend schlechtes Wetter den Wärmespeicher leeren, können die Betreiber fossile Brennstoffe direkt in das System einspeisen; das erhöht die Gesamtkosten der Hardware um weniger als 10 Prozent und hält die Turbine für erneuerbare Energie kontinuierlich in Betrieb – ein Beleg für die praktische Vielseitigkeit der Erfindung.
Erprobung in Indien und industrielle Wärmerückgewinnung
Die Pilotanlage kombiniert zwei Generatoren mit je 200 kW, um die Betriebsleistung unter Feldbedingungen zu validieren. Die Luft, die den Wärmetauscher verlässt, bleibt bei nahezu 250 °C; laut dem Unternehmensvertreter Mark von Keszycki kann sie als zusätzliche Ressource für industrielle Wärme oder Absorptionskältemaschinen dienen. Das Unternehmen plant, modulare Cluster neben Photovoltaikanlagen einzusetzen: PV liefert günstigen Strom am Tag, während der solarthermische Block die Stromerzeugung in der Nacht und die Notfallbereitstellung übernimmt. Der erste Versuch soll die Haltbarkeit der Komponenten überprüfen und testen, wie reibungslos die Hardware zwischen Solarwärme und Verbrennungsbrennstoff wechselt – ein wichtiger Innovationsschritt für eine kontinuierliche saubere Stromversorgung.
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