 Solarthermie-Kraftwerk Jülich: Testlabor vor der Haustüre
Ein hohes Potenzial für die zukünftige weltweite Stromproduktion und damit für den globalen Klimaschutz sowie große Exportchancen für die deutsche Wirtschaft erhoffen sich Expertinnen und Experten von Solarthermie Kraftwerken. Mit dem solarthermischen Forschungs- und Versuchskraftwerk in Jülich wurde die Grundlage für die weitere Entwicklung dieser zukunftsträchtigen Technologie gelegt. Das Herzstück der Anlage der Strahlungsempfänger (Receiver), wurde im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) entwickelt und patentiert.
Mit dem Solarturmkraftwerk Jülich soll die in Deutschland entwickelte Technologie erstmals als System demonstriert und die Einzelkomponenten in ihrem Zusammenwirken optimiert werden. „Strategisch bedeutsam ist die Möglichkeit, zukünftig quasi vor der Haustür Test- und Entwicklungsarbeiten in einer echten Kraftwerksumgebung durchführen zu können“, beschreibt der Vorstandsvorsitzende des DLR, Prof. Johann-Dietrich Wörner die Vorteile der zukünftigen Anlage anlässlich des Baustarts Ende August 2007.
Das solarthermische Kraftwerk in Jülich dient damit als Referenz für zukünftige kommerzielle Projekte in den Solarmärkten Südeuropas und Nordafrikas. In diesen sonnenreichen Regionen der Erde haben die solarthermischen Kraftwerke ihr größtes Potenzial. Gleichzeitig eröffnet sich mit der neuen Anlage die einmalige Chance, durch die Erfahrungen aus der Praxis unmittelbar die Weiterentwicklung der Technologie zur endgültigen Marktreife voranzubringen.
Die Inbetriebnahme des Solarturmkraftwerks Jülich ist für Ende 2008 geplant, gefolgt von einer zweijährigen Phase mit Test- und Regelbetrieb. Nach Projektende wird die Anlage zur Erzeugung von Solarstrom weiterbetrieben und kann von den Forschungspartnern für weitere Tests genutzt werden.
Auf einem Grundstück von zirka 16 Hektar werden in Jülich Planspiegel (Heliostate) mit einer Gesamtfläche von knapp 20.000 Quadratmeter installiert. Die Heliostate folgen dem Lauf der Sonne so dass sie die Solarstrahlung auf einen rund 22 Quadratmeter großen Receiver konzentrieren, der in 55 Meter Höhe auf einem Turm installiert ist.
Der Receiver besteht aus porösen keramischen Elementen, die von angesaugter Umgebungsluft durchströmt werden. Diese heizt sich dabei auf etwa 700 Grad Celsius auf und gibt die Wärme anschließend in einem Abhitzekessel an den Wasser-Dampf-Kreislauf ab. Der dort erzeugte Dampf treibt eine Turbine an, die über einen Generator Strom produziert. Das Kraftwerk wird im Nennbetrieb 1,5 MWe liefern; ein Wärmespeicher dient zur Überbrückung von Wolkendurchzügen und zur teilweisen Entkopplung der Stromerzeugung vom Strahlungsangebot.
Initiiert wurde die Anlage durch das Engagement des Solarinstituts Jülich der FH Aachen und der Stadtwerke Jülich. Der Receiver wurde vom DLR an die Kraftanlagen München GmbH lizenziert, die als Generalunternehmer für die Errichtung der Anlage verantwortlich ist. Daneben ist das DLR beteiligt an der Auslegung des Heliostatfeldes, seiner Anpassung an das Grundstück, an der Auslegung des Receivers und an Simulationsrechnungen zur Entwicklung von Betriebskonzepten. Darüber hinaus wird der Jahresertrags der Gesamtanlage zur Einschätzung der Wirtschaftlichkeit berechnet. Das DLR kann hier auf jahrelange Erfahrungen aus seinen Entwicklungsarbeiten und den Testbetrieben solarthermischer Anlagen auf der Plataforma Solar de Almeria in Südspanien zurückgreifen.
Flankiert wird das Projekt von einem mehrjährigen Begleitforschungsprogramm, in dem neben der wissenschaftlichen Unterstützung des Kraftwerkbetriebs vor allem auch Methoden zur Betriebsoptimierung, Qualitätssicherung und Weiterentwicklung der Technologie erarbeitet werden, um die Wettbewerbsfähigkeit weiter zu verbessern. So wird beispielsweise ein volldynamisches Computermodell der Anlage entwickelt, das später eine modellgestützte Echtzeit-Betriebsoptimierung ermöglichen soll.
Quelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
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