© DLR/Ernsting
Ein Öl für extreme Temperaturen
Mehr als 400 Grad Celsius bei Tag, Minusgrade in der Nacht – die Temperaturspannen in solarthermischen Kraftwerken sind extrem. Auf der PROMETEO-Testanlage der Plataforma Solar de Almería (PSA) im südspanischen Andalusien lenken parabolisch gekrümmte Spiegel das Sonnenlicht auf Röhren, die mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt sind. Über Wärmetauscher und Dampfturbinen wird die Sonnenenergie dann in elektrischen Strom umgewandelt (wie Solarthermie genau funktioniert, lesen Sie hier). Je höher die Temperatur des Wärmeträgermediums ist, desto effizienter kann ein Solarthermie-Kraftwerk arbeiten.
Die Temperatur wird auf 425 Grad Celsius erhöht
Im Projekt SITEF testen Forscherinnen und Forscher des Instituts für Solarforschung, das zum DLR gehört, nun ein neues Silikonöl auf Praxistauglichkeit. Entwickelt hat das Öl namens HELISOL® die Wacker Chemie AG. Seine Betriebsfestigkeit bis 400 Grad Celsius wurde bereits nachgewiesen. Jetzt wird auf der Anlage in Andalusien die Temperatur auf 425 Grad Celsius erhöht. Der Testbetrieb läuft über mehrere Monate.
Derzeit wird in Parabolrinnenkraftwerken als Wärmeträgermedium meist eine Mischung aus Biphenyl und Diphenyloxid (BP/DPO) eingesetzt. Dieses organische Ölgemisch kann bei Temperaturen von bis zu 400 Grad Celsius verwendet werden, erstarrt aber bereits unterhalb von zwölf Grad Celsius. Eine solch geringe Kältetoleranz macht aufwändige und im Betrieb teure Heizsysteme nötig.
Kritische Stoffe wie Benzol fallen überhaupt nicht an
Das neue Silikonöl hat unter Laborbedingungen schon 425 Grad Celsius ausgehalten, ohne sich zu zersetzen. Eine derartige Hitzetoleranz könnte den Wirkungsgrad des Kraftwerks erhöhen und die Stromausbeute steigern. Auch im unteren Temperaturbereich ist das Silikonöl flexibler als das BP/DPO-Gemisch. Der Erstarrungspunkt liegt bei etwa minus 55 Grad Celsius, wodurch Heizanlagen zum Schutz der Wärmeträgerflüssigkeit unnötig würden. Weitere Vorteile: Das Silikonöl altert langsamer und bildet wesentlich weniger Wasserstoff als herkömmliche Wärmeträgermedien. Kritische Stoffe wie Benzol fallen überhaupt nicht an, was zu einem nachhaltigen und noch sichereren Betrieb der Kraftwerke beiträgt. Dies ermöglicht den Einsatz von solarthermischen Kraftwerken auch an weiteren, bislang nicht geeigneten Standorten.
Solarthermische Kraftwerke: Deutsche Unternehmen weltweit führend
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das Forschungsprojekt mit mehr als 850.000 Euro. Das deutsche Klima ist wegen fehlender direkter Sonnenstrahlung zwar nicht für den kommerziellen Betrieb solarthermischer Kraftwerke geeignet. Deutsche Unternehmen und Forschungseinrichtungen sind jedoch auf diesem Gebiet weltweit führend, wodurch die Technologie ein hohes Exportpotenzial bietet. Die in Deutschland entwickelten Schlüsselkomponenten werden zu großen Anteilen in solarthermischen Kraftwerken weltweit eingesetzt.