Vordenker der Nach­haltigkeit

Der Solarturm des Deutschen Zentrums für Luft- und Raum­fahrt (DLR) im nord­rhein-west­fälischen Jülich ist welt­weites Vor­bild für diesen Kraft­werk­typ.

© DLR Sebastian Mölleken

Von November bis Februar ist „Winter­schlaf“: Das solar­thermische Versuchs­kraft­werk des DLR kann an den kurzen Tagen keinen Strom erzeugen, weil die Sonnen­ein­strahlung dafür nicht aus­reicht. Die Experten vom Institut für Solar­forschung haben aber das ganze Jahr viel zu tun. Im Winter werten sie Versuche aus, bereiten Mess­kampagnen für die Sommer­monate vor oder setzen bauliche Veränderungen am Solar­turm um. „Wir optimieren den Kraft­werks­betrieb ständig, um die Techno­logie wett­bewerbs­fähig zu machen“, erklärt Torsten Baumann. Der promo­vierte Ingenieur über­prüft der­zeit, ob die neuen Ab­sperr­klappen, die sein Team im Sommer in den Luft­kreis­lauf ein­gesetzt hat, den nächt­lichen Wärme­verlust der Anlage tatsächlich verringern können.

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Die DLR-Wissen­schaftlerinnen und Wissen­schaftler sind Binde­glied zwischen Grund­lagen­forschung und industrieller Um­setzung. Zusammen mit Partnern aus der Industrie erproben sie immer wieder neue Komponenten und Verfahren. Ihre Erkenntnisse fließen direkt in die Konzeption zukünftiger kommerzieller Turm­kraft­werke auf der ganzen Welt ein.

© DLR Sebastian Mölleken

Mehr als 2.000 bewegliche Spiegel, sogenannte Helio­state, lenken in Jülich die einfallenden Sonnen­strahlen auf die Spitze des 60 Meter hohen Solar­turms. Dort werden die konzentrierten Strahlen von einem 22 m2 großen Solar­receiver auf­genommen und in Wärme um­gewandelt. Die an­gesaugte Luft erhitzt sich dabei auf bis zu 700°C. Diese Wärme­energie wird genutzt, um mit einer Turbine und einem Generator Strom zu erzeugen. Die Turm­techno­logie ist vergleichs­weise neu. Kommerzielle Kraft­werke sind erst seit wenigen Jahren an sonnen­reichen Stand­orten in Betrieb. Um fossile Energie­quellen wie Öl, Kohle und Gas ersetzen zu können, unter­suchen die DLR-Forscher, wie sich Sonnen­energie noch wirt­schaftlicher in Wärme und Strom um­wandeln lässt. Torsten Baumann bereitet zurzeit zum Beispiel Experimente mit einem neu­artigen Salz­receiver vor. Salz kann zwar nicht so stark erhitzt werden wie die bisher im Strahlungs­empfänger verwendete Luft, nämlich nur auf knapp 560°C.

Solarforschung

Weitere Informationen zum DLR Institut für Solar­forschung finden Sie hier

Weitere Infos

Ausführliche Informationen „Nachhaltigkeit im DLR“ finden Sie in unserem Nach­haltigkeits­bericht 2014/2015

Von dem neuen Material erhoffen sich die wissen­schaft­lichen Teams dennoch eine effizientere Wärme­gewinnung, weil Salz im Vergleich zu Luft ein besseres thermisches Verhalten hat und die Wärme zudem speichern kann. Die Über­tragung auf ein zusätzliches Speicher­medium ist nicht mehr nötig.

Bis 2050 könnten laut Schätzungen der Inter­nationalen Energie­agentur IEA durch etwa 1.000 Giga­watt solar­thermischer Kraft­werks­leistung bis zu zwei Milliarden Tonnen CO2 welt­weit jährlich ein­gespart werden. In puncto Nach­haltig­keit ist die Solar­thermie anderen regenerativen Energien über­legen, weil die erzeugte Wärme speicher­bar ist. Strom kann also auch erzeugt werden, wenn die Sonne nicht scheint. Umwelt­schonende Technik ist im DLR nicht nur bei der Energie­versorgung ein zentrales Thema. In bundes­weit 33 Instituten und Einrichtungen entwickeln Wissen­schaftlerinnen und Wissenschaftler zum Beispiel emissions­arme Trieb­werke für Verkehrs­flug­zeuge, erforschen die Beseitigung von Welt­raum­müll und betreiben Umwelt­über­wachung zum Schutz der Atmos­phäre. Alle Projekte haben eines gemeinsam: Talente aus unter­schiedlichen Disziplinen ziehen an einem Strang, um die größten wissen­schaftlichen Heraus­forderungen unserer Zeit zu meistern.

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