Wüstenstrom für Europa: Chancen und Herausforderungen bei der Nutzung solarthermischer Großkraftwerke

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Zielsetzung

1.2 Bedeutung von solarthermischen Kraftwerken

1.3 Methodik

2 Grundlagen

2.1 Standortvoraussetzungen

2.2 Arten von solarthermische Großkraftwerken - CSP

2.2.1 Parabolrinnen-Kollektoren – PRK

2.2.2 Fresnel-Spiegel-Kollektoren – FSK

2.2.3 Zentralreceiver- bzw. Solarturm

2.2.4 Dish-Stirling-Anlagen

2.2.5 Hybride Solarkraftwerke

2.3 Energieumwandlung

2.3.1 Clausius-Rankine-Vergleichsprozess

2.3.2 Überhitzung des Frischdampfes

2.3.3 Zwischenüberhitzung

2.3.4 GuD

2.3.5 Kühlsysteme

2.4 Leistungsfähigkeit von Solarkraftwerken

3 Technischer Entwicklungsbedarf und Trends

3.1 Vollzeitbetrieb

3.1.1 Thermische Speicherung

3.1.2 Sensible Wärmespeicher

3.1.3 Latente Wärmespeicher

3.1.4 Chemische Wärmespeicherung

3.1.5 Sorption-Wärmespeicherung

3.1.6 Investitionskosten verschiedener Speichersysteme

3.2 Solarthermochemische Herstellung von Wasserstoff

3.2.1 Aktuelle Projekte

3.3 Trends

4 Ökonomische Auswirkungen

4.1 Investitionskosten

4.2 Stromgestehungskosten von solarthermischen Großkraftwerken

4.3 Vergleich mit konkurrierenden Techniken

4.3.1 Jahresstromproduktion in einem Solarkraftwerk

4.3.2 Vollkosten der Stromerzeugung

4.3.3 Unterschiede zwischen PV und CSP

5 Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung & Themen

Die Arbeit analysiert die technischen Chancen und ökonomischen Herausforderungen bei der Nutzung von solarthermischen Großkraftwerken (CSP). Dabei steht die Untersuchung der Grundlastfähigkeit sowie der Vergleich mit konkurrierenden Technologien wie Photovoltaik und Windkraft unter Berücksichtigung von Speichermöglichkeiten im Vordergrund.

• Technologien solarthermischer Großkraftwerke (CSP)
• Thermische Speichersysteme zur Sicherstellung des Vollzeitbetriebs
• Ökonomischer Vergleich und Stromgestehungskosten
• Zukunftsperspektiven für solare Stromimporte und Wasserstoffherstellung

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Diese Einleitung definiert die Zielsetzung der Arbeit und beleuchtet die Bedeutung solarthermischer Kraftwerke im Vergleich zur Photovoltaik.

2 Grundlagen: Das Kapitel erläutert die technologischen Voraussetzungen, Standortanforderungen sowie die verschiedenen Typen und Prozessabläufe solarthermischer Großkraftwerke.

3 Technischer Entwicklungsbedarf und Trends: Hier werden technische Innovationen, insbesondere bei Speichersystemen und der solaren Wasserstoffproduktion, sowie zukünftige Trends diskutiert.

4 Ökonomische Auswirkungen: Dieser Teil analysiert die Kostenstrukturen, Stromgestehungskosten und den ökonomischen Vergleich zu konkurrierenden Energieerzeugungstechniken.

5 Zusammenfassung und Ausblick: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen und bewertet die Rolle von CSP-Kraftwerken für eine stabile Energieversorgung in der Zukunft.

Schlüsselwörter

Solarthermische Großkraftwerke, CSP, Energieumwandlung, Wärmespeicherung, Clausius-Rankine-Prozess, Stromgestehungskosten, Photovoltaik, regenerative Energien, Grundlastfähigkeit, Wasserstoffherstellung, Wirkungsgrad, Solarturm, Parabolrinnen-Kollektoren, Investitionskosten, Energieversorgung

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?

Die Arbeit behandelt die Potenziale, Herausforderungen und die ökonomische Einordnung von solarthermischen Großkraftwerken (CSP) im Kontext einer nachhaltigen Energieversorgung.

Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?

Zentrale Felder sind die verschiedenen CSP-Technologien, thermische Speicherkononzepte für den Grundlastbetrieb, eine detaillierte Kostenanalyse sowie ein Vergleich mit konkurrierenden Technologien wie Photovoltaik.

Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?

Das Ziel ist es, Chancen und Herausforderungen bei der Nutzung von solarthermischen Großkraftwerken darzustellen, um deren Rolle bei der Sicherung und Stabilisierung von Stromnetzen zu bewerten.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Die Arbeit basiert primär auf einer umfassenden Literaturanalyse aktueller Fachliteratur und Berichte sowie auf der Auswertung von Studien renommierter Institute wie dem DLR und dem Fraunhofer-ISE.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in technologische Grundlagen (Standort, Arten von Kraftwerken, Energieumwandlung), den Entwicklungsbedarf (Speicherung, Trends) sowie eine umfangreiche ökonomische Bewertung.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Wichtige Begriffe sind CSP, Wärmespeicherung, Stromgestehungskosten, Solarturm, Parabolrinnen-Kollektoren, Regenerative Energien und Grundlastfähigkeit.

Was unterscheidet CSP-Kraftwerke entscheidend von Photovoltaikanlagen?

Im Gegensatz zur Photovoltaik ermöglichen CSP-Anlagen durch integrierte thermische Speichersysteme eine steuerbare, grundlastfähige Stromerzeugung, auch bei geringer Sonneneinstrahlung.

Warum spielt die Wüstenregion eine so zentrale Rolle für CSP?

CSP-Kraftwerke sind auf eine konstant hohe direkte Sonneneinstrahlung (DNI) angewiesen, die ganzjährig nur in ariden Wüstenregionen verlässlich zur Verfügung steht.