Solarthermie-Kraftwerk Getriebemotoren halten gigantische Spiegelanlage stets am Optimum

Solarthermische Kraftwerke haben ihren Demo- oder Forschungsstatus längst verlassen. Ein Vorzeigeprojekt im Industriemaßstab ist das südspanische Kraftwerk Gemasolar. 2650 riesige Spiegel lenken dort das Sonnenlicht auf einen zentralen Absorberturm um – bewegt durch 5300 robuste Getriebemotoren von Nord Drivesystems.

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Für die meisten Menschen stehen Photovoltaik-Module als unangefochtenes Symbol für Solarenergie. Weit weniger vertraut sind dagegen solarthermische Kraftwerke. Die auf einen zentralen Turm ausgerichteten Installationen waren lange Zeit nur zu Demonstrationszwecken und in Entwicklungseinrichtungen zu finden, vollziehen nun aber einen großen Sprung zu ausgewachsenen Industrieanwendungen. Technologieführer ist das südspanische Kraftwerk Gemasolar. In dieser Pionieranlage sorgen tausende Antriebseinheiten dafür, dass ein ganzer Wald von Heliostaten, rund um einen Turm aufgestellt, so viel Sonnenlicht wie möglich auf einen an der Turmspitze installierten Absorber umlenken, um die Wärme auf eine dort zirkulierende Flüssigkeit zu übertragen.

Das Gemasolar-Kraftwerk besteht im Wesentlichen aus der zentralen Turmstruktur mit Absorberfläche an der Spitze – einem Flüssigkeitskreislauf mit Speichertanks und Wärmetauschern zur Stromerzeugung durch eine Turbine – und einem Feld von Spiegelelementen, die Sonnenstrahlen auf den Absorber bündeln. Die Planspiegel sind drehend und kippend gelagert, so dass sie einen maximalen Anteil des Sonnenlichts einfangen und auf die Zielfläche am Turm umlenken können – und zwar von früh bis spät, solange die Sonne in ihrem Sichtfeld ist. Vom Antriebsspezialisten Nord Drivesystems stammen mit 5300 Nordbloc.1-Getriebemotoren essenzielle Komponenten für diese zentrale Funktion der Anlage. In jedem der 2650 Heliostaten sorgen zwei dieser Getriebemotoren für höchst präzise Bewegungen zur Sonnennachführung auf zwei Achsen.

Konservierte Wärmeenergie verringert die Abhängigkeit vom Wetter

Auf halber Strecke zwischen den andalusischen Städten Sevilla und Cordoba, in einer der sonnenreichsten Regionen des europäischen Kontinents, erstreckt sich auf einer Fläche von 185 Hektar das Heliostatenfeld der Gemasolar-Anlage. Der Betreiber Torresol, ein Joint Venture des spanischen Engineering-Giganten Sener Ingeniería y Sistemas mit Masdar, einem staatlichen Energieunternehmen aus Abu Dhabi, hat dort das weltweit erste kommerzielle Solarthermiekraftwerk mit zentralem Turm und einem Wärmespeicherungssystem auf Salzschmelzebasis errichtet. Verflüssigte Salze, die aus einem Speichertank nach oben gepumpt und durch die Absorberfläche geführt werden, nehmen die Wärme der konzentrierten Sonneneinstrahlung auf. Wenn die Schmelze den Absorber passiert hat, misst sie üblicherweise mehr als 500°C. Die heiße Schmelze durchfließt einen Wärmetauscher, wo sie abkühlt und Wasserdampf erzeugt, der über eine Dampfmaschine einen Generator antreibt. Der so erzeugte Strom wird ins Stromnetz eingespeist.

Herauszuheben ist vor allem die innovative Speichermöglichkeit in dem Salzschmelzekreislauf bei Gemasolar. Ist mehr Wärmeenergie vorhanden als die Turbine umwandeln kann, wird der Überschuss gespeichert, indem ein Teil der Salzschmelze vorm Wärmetauscher umgeleitet wird. Das in einem separaten Tank gespeicherte heiße Medium kann später, wenn weniger oder gar keine Sonnenstrahlung für den Standardbetrieb vorliegt, wieder in den Energiegewinnungsprozess eingespeist werden. Auf diese Weise kann das System bis zu 15 Stunden überbrücken und über lange Bewölkungszeiten hinweg oder auch nachts aus gespeicherter Wärme Strom erzeugen. Mit jährlich 6500 produktiven Stunden ist das Kraftwerk weit leistungsfähiger als gewöhnliche Kraftwerke, die Strom aus erneuerbaren Energieträgern gewinnen und dabei völlig von wechselnden Wetterbedingungen abhängig sind.

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