Regenerative Energie
Die Umwandlung eingestrahlter Lichtenergie in Solarwärme und anschließend in elektrische Energie wird als Solarthermie bezeichnet. Die Funktion solarthermischer Kraftanlagen beruht auf einem Konzentrationsprozeß der Solarwärme auf ein Niveau, welches zum Betrieb von Kraftwerkturbinen geeignet ist. Die Solarwärme entsteht durch die Umwandlung von eingestrahlter Lichtenergie in Wärmeenergie in Sonnenkollektoren. Die bestehenden solarthermischen Anlagen bzw. Systeme haben zur Zeit noch überwiegend Pilotcharakter.
Da mit üblichen Flachkollektoren das erforderliche Temperaturniveau nicht erreicht werden kann, werden für die Solarthermie konzentrierende Kollektorsysteme verwendet, die Nutztemperaturen bis 1000 °C erzeugen können. In diesen konzentrierenden Systemen wird lediglich der Anteil direkter Strahlung von der Globalstrahlung genutzt. Die weitere Umwandlung der Wärmeenergie in elektrische Energie entspricht derjenigen herkömmlicher Dampf- oder Gasturbinenkraftwerke. Das kreislaufgeführte Dampf-/Kondensationsmedium ist entweder die Absorberflüssigkeit selbst (Thermoöl, Wasser) oder ein über Wärmetauscher getrennter Wasserkreislauf.
Derzeit befinden sich zwei konzentrierende Kollektorsysteme im Einsatz, das Parabolrinnenkraftwerk (Solarfarm) und das Spiegelfeldkraftwerk (Solarturm). Beim Parabolrinnenkraftwerk erfolgt eine lineare Konzentrierung des Lichtes in einer Vielzahl von Parabolrinnen, für die entsprechend eine einachsige Nachführungstechnik ausreicht. Die Erwärmung findet in sehr langen Schlauchsystemen statt, in denen ein Temperaturniveau von bis zu 500 °C erreicht wird. Für den Einsatz einer Dampfturbine ist insofern eine Zusatzfeuerung erforderlich. Beim Spiegelfeldkraftwerk erfolgt eine punktgenaue Konzentrierung des Lichtes durch eine Vielzahl von Spiegeln (Heliostaten), für die entsprechend eine zweiachsige Nachführungstechnik erforderlich ist. Die Erwärmung findet in einem Punkt statt, in der Regel der Spitze eines Turmes, wo ein Temperaturniveau von bis zu 1000 °C erreicht werden kann. Eine Zusatzfeuerung für den Turbineneinsatz ist hier nicht erforderlich.
Mögliche Verlustquellen der konzentrierenden Kollektorsysteme, zusätzlich zu den bereits unter "Wirkungsgrade" genannten, sind unvollständige Reflexion, fehlerhafte Justierung bzw. Nachführung der konzentrierenden Systeme und Leitungsverluste. Der Gesamtwirkungsgrad solarthermischer Kraftwerke (Kollektorwirkungsgrad, Kraftwerkswirkungsgrad) liegt bei ca. 20 % mit einem relativ flachen Temperaturmaximum.
Die Errichtung solarthermischer Kraftwerke ist nur in Regionen intensiver Sonnenstrahlung sinnvoll. So steht beispielsweise ein Spiegelfeldkraftwerk in Barstow, Kalifornien, USA und ein Parabolrinnenkraftwerk in der Mojave-Wüste, USA.
