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Neben zunehmendem Stromverbrauch steigt in sonnenreichen Ländern aufgrund der hohen Umgebungstemperaturen auch der Bedarf an Kühlung und Klimatisierung. Wissenschaftler des Instituts für Technische Thermodynamik vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) arbeiten deshalb jetzt zusammen mit dem Masdar Research Network an der Entwicklung eines solar-hybriden Gasturbinensystems mit Kraft-Wärme-Kopplung für Abu Dhabi. Solar-hybride Gasturbinensysteme kombinieren zur Stromerzeugung Fotovoltaik mit fossilen Energieträgern.
Dieser Bedarf an Kühlung und Klimatisierung verläuft naturgemäß weitgehend parallel zur Sonneneinstrahlung und bietet damit ideale Voraussetzungen zur Nutzung der Sonnenenergie Solar-hybride Gasturbinensysteme kombinieren zur Stromerzeugung Sonnenstrahlung und fossile Energieträger wie beispielsweise Erdgas. Somit kann auch bei schwankender oder unzureichender Sonneneinstrahlung Energie durch die zusätzliche Verbrennung von fossilen Brennstoffen bereitgestellt werden. Die Leistung ist damit weitgehend bedarfsgerecht abrufbar. Solar-hybriden Gasturbinensystemen werden deshalb sehr gute Marktchancen eingeräumt.
Das Emirat Abu Dhabi am persischen Golf mit seinen großen Öl- und Gasvorkommen und der gleichzeitig hohen Sonneneinstrahlung bietet ideale Voraussetzungen für den Einsatz dieser umweltfreundlichen Kraftwerkstechnologie. Wissenschaftler des DLR konnten ein derartiges solar-hybrides Gasturbinen-System mit 230 Kilowatt auf der Plataforma Solar de Almería bereits erfolgreich demonstrieren.
Neu ist bei diesem Projekt die Kraft-Wärme-Kopplung: Die Prozesswärme (Temperaturen von bis zu 370 Grad Celsius), die bei der Energiegewinnung in der Gasturbine entsteht, wird zur Kälteerzeugung in Absorptionskältemaschinen genutzt. Die erzeugte Kälte kann dann zur Gebäudeklimatisierung oder für andere industrielle Prozesse verwendet werden. Dies bedeutet eine Effizienzsteigerung von 10 bis 25 Prozent - Energie, die bislang an die Umwelt abgegeben wird und ungenutzt blieb.
In der ersten Phase des Gemeinschaftsprojekts mit dem Masdar Research Network (Abu Dhabi) erarbeitet das DLR-Institut für Technische Thermodynamik eine Machbarkeitsstudie. Diese dient als Grundlage für eine 5 MW-Demonstrationsanlage, bei der mittels Sonnenenergie und Gasbefeuerung nicht nur Strom sondern auch Kälte zur Gebäudeklimatisierung erzeugt wird.
Im Rahmen der Machbarkeitsstudie wird das DLR auf Basis der solaren Einstrahlung und des Kühlungs- beziehungsweise Klimatisierungsbedarfs in der Region Abu Dhabi exemplarisch ein Gesamtsystem erstellen und das Betriebsverhalten simulieren. Dies bildet die Grundlage für die wirtschaftliche Bewertung und Marktanalyse. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU).
Das DLR ist mit dem Projekt USHYNE (Upscaling of Solar-Hybrid Gas Turbine Cogeneration Units) in das Masdar Research Network von Abu Dhabi eingebunden, einem im vergangenen Jahr gegründeten Forschungsnetzwerk zur Entwicklung alternativer Energie- und Umwelttechnologien. Das Masdar Research Network ist wiederum Baustein der gesamten Masdar Initiative. Weitere Säulen dieser Initiative sind unter anderem der „Clean Tech Fund“ für so genannte saubere Technologien, eine Sonderwirtschaftszone für fortschrittliche Energie, eine Universität und die Entwicklung einer völlig CO2-freien Stadt für bis zu 47.000 Menschen.
Quelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Golfstaat setzt auf Erneuerbare Energien
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