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Solarthermie

Solarthermie. Hanna Fekete Sommerakademie Salem From : www.pa.msu.edu/~bauer/Energie/Talks/04-Solarthermie.ppt. Inhalt. Potential der Sonnenenergie Was ist Solarthermie Anwendungen Heizung/Brauchwarmwasser Prozesswärme Elektrizität -> Solarthermische Kraftwerke Wirtschaftlichkeit

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Solarthermie

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Presentation Transcript

  1. Solarthermie Hanna Fekete Sommerakademie Salem From : www.pa.msu.edu/~bauer/Energie/Talks/04-Solarthermie.ppt

  2. Inhalt • Potential der Sonnenenergie • Was ist Solarthermie • Anwendungen • Heizung/Brauchwarmwasser • Prozesswärme • Elektrizität -> Solarthermische Kraftwerke • Wirtschaftlichkeit • Desertec

  3. Potential • Im Durchschnitt erreichen 1000 W/m^2 die Erdoberfläche • Die Sonnenenergie, die die Erde erreicht, ist um den Faktor 10000 größer als die verbrauchte Primärenergie

  4. Ein Quadrat in der Sahara mit 300km Kantenlänge würde genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken

  5. Prinzip • Umwandlung von Solarstrahlung in nutzbare thermische Energie • Photonenenergie bringt Atomgitter zum Schwingen

  6. Heizung und Warmwasser

  7. Verschieden Arten von Kollektoren • Flachkollektoren • Vakuumröhrenkollektoren • Speicherkollektoren

  8. Flachkollektoren

  9. Vakuum-Röhrenkollektoren

  10. Speicherkollektor

  11. Prozesswärme Beleuchtung Heizen Warmwasser Mechanische Energie <200°C Prozesswärme >200°C Verwendung von Energie in der Industrie

  12. Wo wird Prozesswärme benötigt? • In Industrie zum Schweißen, Schmelzen, Schmieden oder zur Dampferzeugung • In der Landwirtschaft zur Trocknung • Zur Kühlung von Gebäuden • In der Lebensmittelindustrie

  13. Solarthermische Kraftwerke Umwandlung von Solarenergie in Prozesswärme oder elektrischen Strom

  14. Grundlegende Funktionsweise • Sonnenlicht wird konzentriert und absorbiert • Wärmeträgermedium wird erwärmt (z.B. Wasser, Öl, Luft) • Evtl. Wärmetauscher • Turbine und Generator/Stirling Motor

  15. Arten von Kraftwerken • Parabolrinnen • Fresnel • Parabolic Dish • Solar Tower • Aufwind • Fallwind

  16. Parabolrinnen Schema eines Parabolrinnenkraftwerks mit Speicher

  17. Existierende Parabolrinnenkraftwerke: • Andasol I (Granada, 50MW) • SEGS (=solar electricity generation system)(Mojave-Wüste in Kalifornien, 350MW) • Geplant bzw. im Bau: • Andasol II und III (je 50MW) • In Algerien: Als Unterstützung für Gaskraftwerk (25MW) • Wirkungsgrad ~15% • Problem: Know-How nicht in den Ländern vorhanden, in denen die solare Strahlung groß genug ist

  18. Fresnel

  19. Bisher nur Testanlagen, z.B. auf der Plataforma Solar de Almería, Südspanien • Flache Spiegel leicht zu bauen -> lokale Wertschöpfungskette • Durch mögliche Massenproduktion günstiger

  20. Parabolic Dish

  21. Z.B. Eurodish auf der Plataforma solar de Almería, 10kW • Wirkungsgrad: 21 – 23% • Einzelne Module für dezentrale Energieversorgung • Kann ersatzweise leicht mit anderer Hitzequelle betrieben werden • Kein Wärmeübertragungsmedium notwendig

  22. Solar Tower PS10 bei Sevilla, Spanien

  23. Existierende Projekte: • 10 Testprojekte weltweit • Z.B.: • Solar Two: Kalifornien, 10MW • Planta Solar 10: Sevilla, 11MW • Geplant: • PS20: Sevilla, 20MW • Durch sehr hohe Temperaturen (bis zu 1100°C) hohe Wirkungsgrade möglich: 25% und mehr

  24. Aufwindkraftwerke

  25. Zur Zeit keine existierenden Projekte • Testprojekt in Manzaranes, Spanien: Spitzenleistung 50kW, Wirkungsgrad 0,5%, Turm wurde bei einem Sturm zerstört • Pläne für Aufwindkraftwerke gibt es vor allem in Australien • Problem: Viel Platz und hohe Anfangsinvestition nötig

  26. Fallwindkraftwerk http://www.tagesschau.de/multimedia/video/video261690.html

  27. 460MW sind wirtschaftlich und technisch sinnvoll • Wirkungsgrad überproportional abhängig von der Höhe. (1000m -> 2,5%) • Sehr hohe Investitionen (~ 1 MilliardeUS$) • Funktioniert am besten in Wüstenregionen, die aber in der Nähe von großen Gewässern gelegen sind

  28. Wirtschaftlichkeit solarthermischer Anlagen

  29. Senkung der Kosten durch: • Verbesserte Technologie • Materialien • Prozesse • Economies of Scale

  30. Desertec Clean Power from Deserts

  31. Kooperation zwischen EU und MENA (Middle East und North Africa) • Solarthermische Kraftwerke und Windenergie in Nordafrika • Export über HGÜ-Leitungen nach Europa • Andere regenerative Energien verknüpft durch ein großes Stromnetz (Supergrid)

  32. Wer steckt dahinter? • TREC=Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation • Gegründet von: Club of Rome, Hamburger Klimaschutz-Fonds und dem Jordanischen Nationalen Energieforschungszentrum (NERC) • Ca. 60 Mitglieder, die das Projekt Regierungen und privaten Investoren vorstellen • Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

  33. Mögliche Daten für die Umsetzung Quelle: www.desertec.org, Juli 2008

  34. Argumente für Desertec • Steigenden Energienachfrage kann durch regenerative Quellen gedeckt werden • Langfristig Stromgestehungs- und Übertragungskosten von 0.04-0.05€/kWh • Vermehrte Wertschöpfung in armen Ländern sowie erhöhte Einnahmen durch Stromexporte • Technik ist vorhanden

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