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Alternative Energien: Sonnewärmekraftwerke verbrauchen (noch) zu viel Wasser

Alternative Energien: Sonnewärmekraftwerke verbrauchen (noch) zu viel Wasser
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Konzentrierte Solarenergie kann schon bald Strom in entlegene Orte der Welt bringen - selbst bei Nacht. Es gibt nur ein Problem - die Kraftwerke benötigen viel Wasser. EU-Forscher arbeiten daran, den Wasserverbrauch zu senken.

Sonnewärmekraftwerke besonders für Wüstenregionen geeignet

"All diese Spiegel bündeln die Wärme der Sonne auf diesen zentralen Turm in Südspanien, wandeln Wasser in Dampf um und treiben eine Dampfturbine an. Sonnewärmekraftwerke oder CSP-Anlagen könnten schon bald Strom in abgelegene Regionen der Welt bringen. Aber CSP-Anlagen haben einen fatalen Mangel, denn sie sind extrem durstig", erklärt Euronews-Journalistin Andrea Bolitho.

Diese Art der Solarenergie eignet sich hervorragend für Wüsten mit ihrem intensiven Sonnenlicht, aber Wüstensand und Staub bedeuten auch, dass die Spiegel regelmäßig gereinigt werden müssen - mit Wasser. Hier im Solartestzentrum (PSA, Plataforma Solar de Almería), das zum spanischen Forschungszentrum CIEMAT gehört, arbeiten Wissenschaftler daran, wie man langfristig Wasser sparen kann. Eine Idee ist der Bau von Schranken, die verhindern, dass der Staub die Spiegel überhaupt erreicht.

Problem der Anlagen: Zu hoher Wasserverbrauch

Aránzazu Fernández-García ist Forscherin bei PSA, sie erklärt die derzeitigen Forschungsergebnisse:

"Die Schranke, die bisher am besten funktioniert hat, war flach. Im Vergleich zur geschwungenen Barriere haben wir etwas bessere Ergebnisse erzielt und wenn wir sie mit einer natürlichen Schranke vergleichen, sind die Ergebnisse spektakulär. Mit der künstlichen Barriere gelingt es uns, bis zu 50 Prozent der Partikel vom Solarfeld abzuhalten."

Um die extrem großen Spiegel zu reinigen, wird viel Flüssigkeit benötigt. Als Teil eines EU-Projekts testen Wissenschaftler eine Ultraschallreinigungsanlage, die weniger Wasser verbraucht.

"Während eines ganzen Jahres experimentieren wir mit einem manuellen Reinigungssystem. Daraus erhalten wir Daten über den Wasser- und Stromverbrauch. Der nächste Schritt wird sein, das Gerät durch ein automatisiertes System zu erweitern", so Fernández-García weiter.

Eine besondere Beschichtung, die das Anhaften von Schmutz verhindern soll, befindet sich derzeit im Testlauf. Ein Sensor erkennt automatisch, wenn Oberflächen gereinigt werden müssen.

Verschiedene Kühlsysteme im Testlauf

Dampfkreislaufanlagen benötigen eine Kühlung - der den Dampf wieder zu Wasser kondensiert und dem Kreislauf zuführt. Doch das ist es, was am meisten Wasser in einer CSP-Anlage verbraucht. Ein hybrider Wasserkühler-Prototyp, mit einem Nass- und Trockenkühlturm, wurde gerade erst eingerichtet.

In Frankreich arbeiten die Forscher an einer anderen Art von Kühlung, mithilfe von Sprühnebel-Düsen. Konzentrierte Solarenergie hat einen großen Vorteil gegenüber den bekannteren Solarpaneelen wie Photovoltaik. Die produzierte Wärme kann gespeichert und genutzt werden, lange nachdem die Sonne untergegangen ist.

"Wir werden Sprühnebeldüsen einsetzen, die die Luft kühlen, bevor sie zu den Wärmeaustauschern gehen, also ein wesentlich effizienteres Kühlungssystem. Es sollte dadurch möglich sein, den Wasserverbrauch um mehr als 90 Prozent im Vergleich zu einem herkömmlichen Trockenkühler zu senken", erklärt Delphine Bourdon, WASCOP Projekt-Koordinatorin.

Tank soll kalte Luft speichern

Das Team arbeitet auch an einer innovativen Vorrichtung, die kalte Luft speichern soll: Dieser Tank, in dem sich Schichten aus Stein und Wasser befinden. Er speichert die kühlere Nachtluft, die dann genutzt werden kann, um den Kondensator der Turbine zu kühlen - ganz ohne Wasser.

"Die CSP-Anlagen werden in den kommenden Jahren eine zunehmend wichtigere Rolle spielen. Die Unzuverlässigkeit der erneuerbaren Energien ist ein Problem, aber diese Anlagen ermöglichen es, Energiezu speichern und 24 Stunden am Tag Strom zu produzieren, zu einem interessanten Preis", ist sich Christophe Dumas, Leiter der Gruppe "Solaire Thermique de Cadarache" sicher.

Laut Prognose der Wissenschaftler sind ihre Geräte in drei Jahren marktreif.