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Eine Solarrinne mit Folien («Einstein», SRF)
Aus Einstein vom 14.03.2013.
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Technik Solarspiegel aus Plastikfolien

Energie aus der Sonnenwärme der Sahara für Europas Industrienationen: Das ist die Vision des Projektes Desertec. Doch weil Solarzellen-Strom zuletzt massiv billiger wurde, ist das Vorhaben gefährdet. Eine kleine Tessiner Firma arbeitet daran, die Kosten der Solarthermie zu reduzieren.

Die Technik der heute gängigen solarthermischen Kraftwerke ist bestens bekannt: Rinnenförmige Spiegel bündeln das Sonnenlicht auf «Absorber-Rohre», in denen ein so genanntes Thermo-Öl fliesst. Das Problem: Die riesigen Anlagen aus Stahl und Spiegeln sind teuer. Grosse Mengen Öl zirkulieren unter hohem Druck im Solarfeld – es drohen Leckagen mit hohen Risiken für Mensch und Umwelt.

Die junge Tessiner Firma Airlight Energy hat sich vor sechs Jahren das Ziel gesetzt, die Kosten für solche Anlagen mit neuen Materialien zu reduzieren. Ihr Ansatz: Die Strahlung der Sonne ist gratis; also müssen die Investitionen reduziert werden, damit die Energie günstiger wird.

Folien statt Glas, Luft statt Öl

Das Unternehmen ersetzt deshalb teure Materialien durch billige. Die Spiegel bestehen aus dünnen, mit Aluminium beschichteten Plastikfolien, deren Kosten bei gleicher Fläche nur etwa ein Fünfzigstel betragen. Und statt Stahlkonstruktionen zu verwenden, errichten die Mitarbeiter von Bauingenieur Andrea Pedretti die grossen Solarrinnen aus vorfabrizierten Betonteilen, was die Kosten etwa halbiert.

Spezialkräne transportieren die Elemente auf das Feld der grossen Solaranlage.
Legende: Fast zehn Meter breit: Spezialkräne transportieren die Elemente auf das Feld der grossen Solaranlage. SRF

Als Wärmeträger nutzt Airlight Energy statt Thermo-Öl Luft. Das hat verschiedene Vorteile. Luft ist wie das Sonnenlicht gratis und kann einfach auf 600 Grad und höher erhitzt werden. Doch sie hat einen grossen Nachteil. Bei gleichem Volumen nimmt sie rund 1000 Mal weniger Wärme auf als Öl. Die Fachwelt war sich bislang deshalb weitgehend einig: Luft lässt sich mit Solarthermie nicht genügend stark erhitzen, um die Wärme effizient zu nutzen.

Erfolgreich an Lösungen getüftelt

Doch Pedretti fand nach mehr als 30 Versuchen eine Lösung: Spiralen aus vier Meter langen, dünnen Rohren, auf die das Sonnenlicht mit den Folienspiegeln fokussiert wird. Damit erreicht man auf kleinstem Raum eine grosse Austauschfläche: Die kalte Luft strömt vom unteren Rohr durch die kleinen Spiralen, und das konzentrierte Sonnenlicht heizt sie dabei immer stärker auf. Danach wird die heisse Luft im oberen Rohr als Energieträger weggeführt.

Die erste Anlage ist im Bau

Transports eines Rundbogens, auf dem sich später die Solarrinne bewegt.
Legende: 50 Tonnen Beton in der Hitze Marrokos: Transports eines Rundbogens, auf dem sich später die Solarrinne bewegt. SRF

Nach sechs Jahren Entwicklung baut Airlight Energy jetzt das erste Parabolrinnen-Kraftwerk im industriellen Massstab in Marokko. Auftraggeber ist Ciment de Maroc, der zweitgrösste Zementhersteller des Landes. Drei der von Airlight entwickelten Solarrinnen sollen ab diesem Sommer den enormen Energieverbrauch des Zementwerks zum grossen Teil ersetzen.

Weil die Anlage tagtäglich 24 Stunden läuft, wird ein Teil der heissen Luft gespeichert, um in der Nacht gleichmässig Energie zu liefern. Auch dabei setzt Pedretti auf lokale Ressourcen: simple Steine. Mit der aufgeheizten Luft vom Kollektorfeld werden sie kontinuierlich erwärmt – und in der Nacht wird gespeicherte Hitze wieder entnommen.

Hoffnung auf Aufträge im Süden

Dieses Pilotprojekt ist ein erster Durchbruch für Airlight Energy. Und für Ingenieur Pedretti ist klar: Seine Maschinen und Betongussformen für die Solarrinnen sollen nie mehr in die Schweiz zurückkehren – sondern feste Bestandteile des grössten Solarprojektes der Welt zu werden, das die marokkanische Solaragentur realisieren will. Ob das gelingen wird? Heute Abend trifft sich Pedretti auf der Schweizer Botschaft marokkanischen Industrievertretern zu ersten Gesprächen.

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7 Kommentare

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  • Kommentar von Nische , Emmen
    Die sockel vor Ort in Beton zu giessen, ist sicherlich ein super Fortschritt. Ausgerechnet dünnste Plastikfolien zu verwenden, und Luft als Hitzeleiter einzusetzen, halte ich für wenig sinnvol. Es schein gar, als sei der Ökologische Hintergrund kompett abhanden gekommen.
    1. Antwort von Lukas T. , Zollikofen
      Plastick erscheint vielleicht suf den ersten Blick nicht sinnvoll, hat aber einige wichtige Vorteile: produktion ist einfach, billig und braucht weniger Energie und Ressourcen als z. B. Glasspiegel. Zudem ist Transport und Installation von Folie viel einfacher...

      Punkte heisse Luft: Der Prozess wird sicher etwas weniger effizient, dafür wird im Vergleich zum DESERTEC- der Wasserverbrauch wird masiv gesenkt, was in der Wüste (Wasserknappheit) wichtiger ist als der Wirkungsgrad.
  • Kommentar von Stephan Amacker , Neftenbach
    Hallo
    Frage zum Beitrag: Es wurde eine Zahl von 124 MWh pro Jahr für die Energie einer solchen Anlage genannt. Bei einem Bedarf von 20 MW Dauerleistung für das Zementwerk erfordert dies 1413 Anlagen. Stimmt die obige jährliche Energiemenge, oder habe ich mich verhört?
    Vielen Dank
    1. Antwort von Anatol Hug, «Einstein»-Redaktor , Zürich
      Lieber Herr Amacker, im Beitrag ist von 145'000 MWh pro Jahr die Rede (das entspricht dem Durchschnittsverbrauch von 80'000 Schweizern).
  • Kommentar von Jean Eggmann , Baden
    Warum einfach machen wenns kopliziert auch geht.
    1. Antwort von pionier , noch auf der erde
      weil die schweiz pionierarbeit leistet und so ihr geldverdient
    2. Antwort von A. Corsini , Nordpangaea
      @Pionier: Wie meinen? Erste Anwendungen der solarthermischen Nutzung gehen doch bis in die Antike (800 v. Ch. – 600 n. Ch.) zurück. Wer weiss wie man einen Brennpunkt erzeugt, hält die notwändige Technik bereits in den Fingern. Auf der basis Wasser zu verdampfen, und mit dem Dampf eine Dampftubiene zu betreiben, welche wiederum ein Dyamo antreibt, kann nicht erheblich schwehrer sein.