Turmkraftwerke

Turmkraftwerke, auch als solarthermische Turm-Kraftwerke bezeichnet, sind eine Form von zentralempfangs-Solarkraftwerken. Bei diesem Typ wird auf einem hohen Turm ein Wärmereceiver installiert, zu dem ein Feld von Heliostaten (spiegelnde Spiegel) gerichtete Sonnenstrahlung fokussiert. Die dadurch erhitzte Wärme wird in einem Wärmeübertragungsmedium (etwa Dampf oder geschmolzenes Salz) genutzt, um eine Turbine anzutreiben und so elektrischen Strom zu erzeugen. Oft lässt sich die gespeicherte Wärme in thermischen Speichern verwenden, um die Stromproduktion auch nach Sonnenuntergang fortzusetzen.

Technologie und Betrieb: Typischerweise ragen Turmhöhe und Receiver hoch hinaus, während das Heliostatenfeld mehrere Hektar Fläche bedeckt. Das Medium im Receiver kann Wasser-Dampf oder ein Speicherfluid wie geschmolzenes Salz sein. Wärme wird über Wärmetauscher auf einen Dampfkreislauf übertragen, der eine Turbine antreibt. Thermische Speicher ermöglichen eine zeitversetzte Stromabgabe, was die Netzsteuerung erleichtert.

Vorteile und Herausforderungen: Turmkraftwerke können sehr hohe Wirkungsgrade bei hohen Temperaturen erreichen und dank Speichertechnologie eine bessere Regelbarkeit der Stromproduktion bieten. Sie benötigen jedoch erhebliche Investitionen, große, standörtlich passende Flächen und eine gute Sonnenexposition. In einigen Kreisläufen ist der Wasserverbrauch zu berücksichtigen, und die Wirtschaftlichkeit hängt stark von Klima, Politik und Finanzierung ab.

Geschichte und Beispiele: Das Konzept entwickelte sich seit Mitte des 20. Jahrhunderts weiter. Bedeutende Tests und Demonstrationen gab es in den USA mit Solar One und Solar Two; kommerzielle Projekte umfassen unter anderem den Ivanpah-Komplex in Kalifornien sowie spanische Turmprojekte wie PS10/PS20 in der Nähe von Seville. International wird weiter an Kostensenkung, Speicherintegration und Hybridlösungen gearbeitet.