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Installation solarthermischer

Solarkraftwerk
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Solarthermisches Kraftwerk

Solarthermisches Kraftwerk

Ein Solarthermiekraftwerk oder Solarthermiekraftwerk ist eine Industrieanlage, in der Sonnenstrahlung zur Stromerzeugung genutzt wird.

Sonnenstrahlung wird verwendet, um eine Flüssigkeit zu erhitzen. Mit der heißen Flüssigkeit und dank der Gesetze der Thermodynamik kann Dampf erzeugt werden. Der Dampf treibt eine Dampfturbine an, die an einen Generator angeschlossen ist.

Diese Anlagentypen haben das gleiche Funktionsprinzip wie Wärmekraftwerke oder Kernkraftwerke. Der Unterschied ist die Wärmequelle. In der Solarthermie ist die Sonne die Wärmequelle, in den anderen fossilen Brennstoffen und Uran.

Wie funktioniert ein Solarthermiekraftwerk?

Der Betrieb eines Solarthermiekraftwerks basiert auf der Gewinnung von Wärme aus Sonnenstrahlung und deren Übertragung auf ein wärmetragendes Medium. Im Allgemeinen ist es Wasser.

Um die Wassertemperatur auf das gewünschte hohe Niveau zu bringen, muss die maximale Sonneneinstrahlung an einem Punkt konzentriert werden. Auf diese Weise können Temperaturen von 300ºC bis 1000ºC erhalten werden. Je höher die Temperatur, desto höher die thermodynamische Leistung des Solarthermiekraftwerks.

Die Erfassung und Konzentration der Sonnenstrahlen erfolgt mittels Spiegeln mit automatischer Ausrichtung, die auf einen zentralen Turm zeigen, in dem die Flüssigkeit erwärmt wird, oder mit kleineren Mechanismen parabolischer Geometrie. Die gesamte reflektierende Oberfläche und ihre Orientierungsvorrichtung wird als Heliostat bezeichnet.

Es gibt verschiedene thermodynamische Strömungen und Zyklen, die in Versuchsaufbauten verwendet werden. Die verwendeten Zyklen reichen vom Rankine-Zyklus (in Kernkraftwerken, Kohlekraftwerken) bis zum Brayton-Zyklus (Erdgaskraftwerke). Viele andere Sorten wie der Stirlingmotor wurden ebenfalls hergestellt. Die am häufigsten verwendeten Zyklen sind solche, die Solarthermie mit Erdgas kombinieren.

Was ist der Wirkungsgrad eines thermoelektrischen Kraftwerks?

Der Wirkungsgrad eines Solarkonzentrationssystems hängt von folgenden Faktoren ab:

  • Die Technologie zur Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie.
  • Betriebstemperatur und Wärmeabgabe des Empfängers.
  • Wärmeverluste im System
  • Das Vorhandensein oder Fehlen anderer Systemverluste

Neben der Umwandlungseffizienz führt das optische System, das das Sonnenlicht konzentriert, zu zusätzlichen Verlusten.

Reale Systeme beanspruchen einen maximalen Umwandlungswirkungsgrad von 23-35% für Systeme vom Typ "Power Tower", die bei Temperaturen von 250-565 Grad Celsius betrieben werden. Bei einer Kombiturbine ist der Wirkungsgrad höher.

Dish Stirling-Systeme, die bei Temperaturen von 550 bis 750 Grad Celsius (277 bis 477 Grad Kelvin) arbeiten, beanspruchen einen Wirkungsgrad von ungefähr 30%.

Aufgrund der unterschiedlichen Sonneneinstrahlung während des Tages entspricht die durchschnittlich erzielte Umwandlungseffizienz nicht diesen maximalen Wirkungsgraden. Der jährliche Nettowirkungsgrad von Solar zu Strom beträgt 7 bis 20% für Power Tower-Pilotsysteme und 12 bis 25% für Demo-Stirling-Plattensysteme.

Welche Umwelteinflüsse verursachen Solarthermiekraftwerke?

Thermische Solarkraftwerke haben eine Reihe von Umwelteinflüssen, insbesondere in:

  • Der hohe Wasserverbrauch.
  • Große belegte Flächen.
  • Die Verwendung von Gefahrstoffen.
  • Auswirkungen auf Vögel.

Wasser wird im Allgemeinen zum Kühlen und Reinigen von Spiegeln verwendet. Reinigungsmittel (Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Fluorwasserstoff, Aceton und andere) werden auch zur Reinigung von Halbleiteroberflächen verwendet.

Einige Projekte befassen sich mit verschiedenen Ansätzen zur Reduzierung des Einsatzes von Wasser und Reinigungsmitteln, einschließlich der Verwendung von Barrieren, Antihaftbeschichtungen auf Spiegeln, Wassernebelsystemen und anderen.

Auswirkungen auf Wildtiere und Vögel

Insekten können von hellem Licht angezogen werden, das durch konzentrierte Solartechnologie verursacht wird. Infolgedessen können Vögel, die sie jagen, verbrannt werden, wenn sie nahe an der Stelle fliegen, an der das Licht fokussiert ist.

Dies kann auch Greifvögel betreffen, die Vögel jagen.

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Erscheinungsdatum: 22. Juni 2017
Geändert am: 11. April 2020