Solarwärme in Vulkanasche speichern

Genauer für solare Wärme, die in solarthermischen Kraftwerken zur Stromerzeugung genutzt werden kann, wenn die Sonne nicht scheint. Das jedenfalls sind die Erfahrungen von Forschern der Universität Barcelona.

In solarthermischen Kraftwerken wird die Wärme der Sonne durch Spiegel konzentriert. In Turmkraftwerken lassen sich so Temperaturen von mehr als 600 Grad Celsius erreichen. Die Wärmeenergie wird an einen Wasser-Dampf-Kreislauf abgegeben, in den ein Turbogenerator zur Stromerzeugung integriert ist.

Soll das Kraftwerk auch Strom liefern, wenn die Sonne untergegangen oder der Himmel von Wolken bedeckt ist, muss ein Teil der solaren Wärme gespeichert werden. Das geschieht heute in riesigen Behältern mit flüssigem Salz. Das ist jedoch korrosiv, was zuweilen zu Lecks führt, deren Reparatur schnell Millionen kostet, wie kürzlich im marokkanischen Solarkraftwerk Noor III. Zudem wird der Speicher irreversibel beschädigt, wenn die Temperatur unter ein bestimmtes Niveau fällt.

Mit Vulkanasche kann nichts davon passieren. Sie kann auf hunderte Grad Celsius erwärmt und bis auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden, ohne bleibende Schäden davonzutragen. Die Kapazität pro Volumeneinheit ist kaum geringer als die von Flüssigsalz. Dieser Nachteil wird kompensiert, weil das Salz nach einer bestimmten Zahl von Zyklen zu schwächeln beginnt, während die Vulkanasche durch Erhitzen und Abkühlen auch langfristig keinen Schaden nimmt. Zudem sei Asche kostengünstig zu beschaffen.

Die solare Wärme wird in Form von Dampf durch mäandernde Rohre geleitet, die durch den gut wärmeisolierten Aschespeicher führen. Wenn die Sonne nicht mehr scheint, kehrt sich der Prozess um. Wasser, das durch die Rohre gepumpt wird, nimmt die Wärme auf und verwandelt sich in Dampf, der den Turbogenerator antreibt. Meist sind die Speicher für einen sechsstündigen Volllastbetrieb für die Zeit ausgelegt, in der die Sonne Pause hat.

In einer Zeit, in der immer mehr Solar- und Windstrom in die Netze eingespeist wird, werden die Stromlücken immer größer, die bei Windstille und in Sonnenpausen gerissen werden. Um diese zu füllen, werden meist fossile Kraftwerke in Betrieb gesetzt, die Schadstoffe und CO2 emittieren. Mit Alternativlösungen wie Wärmespeichern auf Salz- oder Aschebasis würde die Stromversorgung umweltverträglicher.

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