Im Rahmen dieser Hausarbeit wird das Thema Stromerzeugung mit Parabolspiegel-Kraftwerken im Desertec Projekt behandelt. Nachfolgend werde ich für diese Kraftwerke den Begriff CSP verwenden. CSP ist die Abkürzung für Concentrating Solar Power was wiederum der englische Begriff für gebündelte Sonnenenergie.
Solarkraftwerke vom Typ CSP nutzen, wie alle Solaranlagen und Solarkraftwerke, die Energie der Sonne. Der Energievorrat der Sonne kann als unbegrenzt angesehen werden. Aufgrund der Tatsache, dass die Energie der Sonne überall auf der Welt unbegrenzt und kostenlos verfügbar ist zählt Sonnenenergie zu den umweltschonenden, erneuerbaren, Energieträgern. Der Vorrat an fossilen Energieträgern ist hingegen endlich und jede weitere Erschließung vorhandener Vorkommen ist mit hohen Kosten verbunden.
Zudem hat die hohe CO2 Emission fossiler Energieträger und die damit verbundene Erderwärmung zu einem Umdenken bei der zukünftigen Energieversorgung geführt. Deshalb gibt es vermehrt Überlegungen und Projekte den europäischen Energiemix zugunsten erneuerbarer Energieformen auszubauen. Auch erwägen über 50 Prozent der Verbraucher zukünftig Strom aus ökologischen Quellen zu beziehen.
Inhaltsverzeichnis
1. CONCENTRATING SOLAR POWER: EINFÜCHRUNG
2. CSP: TECHNIK & KOSTEN
kurze Zusammenfassung
a. CSP: STANDORTWAHL
3. ERFAHRUNGSWERTE
a. SPANIEN: „ANDASOL 1, 2, 3“
b. USA: „NEVADA SOLAR ONE“
c. USA: „KRAMER JUNCTION IN DER MOJAVE-WÜSTE“
4. ANDERE GEPLANTE PROJEKTE
5. CSP: AUSWIRKUNGEN AUF DIE UMWELT
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht das Potenzial der Concentrating Solar Power (CSP)-Technologie im Kontext des Desertec-Projekts als nachhaltige Lösung zur Stromerzeugung. Dabei werden technische Grundlagen, Wirtschaftlichkeitsaspekte sowie standortbezogene Voraussetzungen und ökologische Auswirkungen analysiert, um die Rolle von Solarkraftwerken bei der zukünftigen europäischen Energieversorgung zu beleuchten.
- Funktionsweise und Technik von Parabolspiegel-Kraftwerken
- Ökonomische Betrachtung und Kostenentwicklung von CSP-Anlagen
- Standortanalyse und Eignung der MENA-Region (Mittlerer Osten und Nordafrika)
- Praxisbeispiele bestehender Solarkraftwerke (Andasol, Nevada Solar One, Kramer Junction)
- Ökologischer Mehrwert durch Kopplung mit Meerwasserentsalzung
Auszug aus dem Buch
2. CSP: TECHNIK & KOSTEN
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der CSP ist nicht neu, so hatte schon Archimedes im Jahre 212 vor Christus die Idee mit polierten Bronzeschildern Sonnenlicht zu konzentrieren und so feindliche römische Schiffe in Brand zu setzen. Auch wenn nicht bekannt ist ob das funktionierte wurde die Idee im Jahre 1973 von der griechischen Marine erfolgreich kopiert und ein hölzernes Boot in Brand gesetzt. Diese Versuche haben zwar wenig mit der heutigen Nutzung der Parabolspiegel gemein, verdeutlichen aber die Wirkung der CSP und die immense Energie der Sonne.
Ein CSP-Kraftwerk funktioniert grundsätzlich wie ein konventionelles fossiles Kraftwerk oder ein Atomkraftwerk. Nur, dass nicht die fossile Verbrennung oder atomare Reaktion die Wärme erzeugen mit welcher eine Dampfturbine angetrieben wird sondern die Sonne selbst. Deshalb gehören diese Solarkraftwerke auch in die Kategorie der solarthermischen Kraftwerke und die Stromerzeugung nutzt den Clausius-Rankine-Prozess welcher erprobt, günstig und relativ simpel ist.
Dem Lauf der Sonne werden, auf der Nord-Süd-Ache verlaufende, Parabolspiegel nachgeführt welche das Sonnenlicht auf ein Absorberrohr um mehr als das 80-fache konzentrieren und es stark erhitzen. Diese Parabolspiegelreihen sind mehrere hundert Meter lang und in vielfacher Ausführung parallel zueinander installiert.
In dem mit Vakuum isolierten und versilberten Glasrohr fließt ein Thermo-Öl welches so bis zu 400°C heiß wird. Dieses heiße Öl wird über einen Wärmetauscher zur direkten Dampferzeugung genutzt. Der Wirkungsgrad des Solarfeldes beträgt im Jahresmittel etwa 50 bis 60 Prozent, der genaue Wirkungsgrad hängt primär von der geografischen Lage des Kraftwerkes ab. Zudem kann die Wärme in speziellen Wärmespeichern gespeichert werden. So lässt sich auch nachts das Thermo-Öl bei Durchfluss durch die Wärmespeicher erneut erhitzen und Dampf erzeugen. Es wird somit keine elektrische Energie gespeichert sondern Wärme. Der Aspekt der Energiespeicherung wird in einer anderen Hausarbeit erläutert.
Zusammenfassung der Kapitel
1. CONCENTRATING SOLAR POWER: EINFÜCHRUNG: Einführung in das Thema der gebündelten Sonnenenergie und Darstellung des Desertec-Konzepts als Strategie zur europäischen Energieversorgung.
2. CSP: TECHNIK & KOSTEN: Erläuterung der Funktionsweise von Parabolspiegel-Kraftwerken und Analyse der aktuellen sowie zukünftigen Kostenstrukturen.
kurze Zusammenfassung: Kompakte Darstellung der technischen Eckdaten und Leistungsmerkmale typischer CSP-Anlagen.
a. CSP: STANDORTWAHL: Untersuchung der geographischen Voraussetzungen und der hohen Strahlungsintensität in Wüstenregionen als Standortfaktor.
3. ERFAHRUNGSWERTE: Vorstellung bedeutender Referenzprojekte, darunter die Andasol-Kraftwerke, Nevada Solar One und das Kramer Junction-Kraftwerk.
a. SPANIEN: „ANDASOL 1, 2, 3“: Analyse der spanischen Kraftwerksprojekte und deren Beitrag zur CO2-Einsparung sowie deren wirtschaftlicher Rentabilität.
b. USA: „NEVADA SOLAR ONE“: Beschreibung des 64-MW-Kraftwerks bei Las Vegas und dessen Rolle bei der Erreichung regionaler Stromziele.
c. USA: „KRAMER JUNCTION IN DER MOJAVE-WÜSTE“: Rückblick auf eines der ersten kommerziellen CSP-Kraftwerke und die technologische Entwicklung seit 1984.
4. ANDERE GEPLANTE PROJEKTE: Übersicht über aktuelle globale Ausbauvorhaben außerhalb des Desertec-Konzepts, wie etwa auf Zypern, in Jordanien oder Israel.
5. CSP: AUSWIRKUNGEN AUF DIE UMWELT: Betrachtung der ökologischen Vorteile, insbesondere der Kopplung mit Meerwasserentsalzung zur Trinkwassergewinnung.
Schlüsselwörter
Concentrating Solar Power, CSP, Desertec, Parabolspiegel, Solarkraftwerk, Erneuerbare Energien, Thermische Energiespeicherung, MENA-Region, Klimaschutz, Stromproduktion, Globalstrahlung, Meerwasserentsalzung, Nachhaltigkeit, Energiewende, Solarthermie
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die Nutzung von Concentrating Solar Power (CSP) im Rahmen des Desertec-Projekts zur nachhaltigen Stromerzeugung.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen umfassen die technische Funktionsweise, wirtschaftliche Aspekte, Standortwahl in Wüstenregionen sowie ökologische Synergien.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, aufzuzeigen, wie CSP-Kraftwerke dazu beitragen können, den europäischen Energiemix ökologisch umzugestalten und die Energieversorgung langfristig sicherzustellen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer Literaturanalyse und der Auswertung technischer sowie ökonomischer Studien und Projektdaten bestehender Anlagen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil werden die Funktionsweise, Standortvorteile, konkrete Fallbeispiele (wie Andasol oder Nevada Solar One) sowie Umweltaspekte wie Meerwasserentsalzung analysiert.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Schlagworte sind CSP, Desertec, Solarthermie, Parabolspiegel, Erneuerbare Energien und Nachhaltigkeit.
Welche Rolle spielen Wärmespeicher bei CSP-Kraftwerken?
Wärmespeicher ermöglichen es, die gewonnene Wärme zeitversetzt zur Dampferzeugung zu nutzen, wodurch die Stromproduktion auch nachts oder bei Bewölkung aufrechterhalten werden kann.
Warum sind Wüstenregionen für diese Technologie besonders geeignet?
Wüsten weisen eine sehr hohe direkte Sonneneinstrahlung auf, die für die Bündelung der Strahlen mittels Parabolspiegel essenziell ist.
Wie kann ein CSP-Kraftwerk zur Wasserversorgung beitragen?
Die Abwärme, die bei der Kondensation des Dampfes entsteht, kann als Energiequelle für Anlagen zur Meerwasserentsalzung genutzt werden, was den Trinkwassermangel in Wüstenregionen mildert.
Welche Kostenentwicklung wird für CSP-Technologien prognostiziert?
Durch steigende Marktvolumina und technologische Fortschritte bei den Wärmespeichern wird ein deutlicher Rückgang der Erzeugungskosten pro Kilowattstunde erwartet.
- Arbeit zitieren
- Daniel Auer (Autor:in), 2009, Concentrating Solar Power und das DESERTEC-Projekt. Technik, Standorte, Erfahrungen, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/163600
