Solarthermie
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Solarthermie. Hanna Fekete Sommerakademie Salem From : www.pa.msu.edu/~bauer/Energie/Talks/04-Solarthermie.ppt. Inhalt. Potential der Sonnenenergie Was ist Solarthermie Anwendungen Heizung/Brauchwarmwasser Prozesswärme Elektrizität -> Solarthermische Kraftwerke Wirtschaftlichkeit

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Presentation Transcript
Solarthermie

Solarthermie

Hanna Fekete

Sommerakademie Salem

From : www.pa.msu.edu/~bauer/Energie/Talks/04-Solarthermie.ppt


Inhalt
Inhalt

  • Potential der Sonnenenergie

  • Was ist Solarthermie

  • Anwendungen

    • Heizung/Brauchwarmwasser

    • Prozesswärme

    • Elektrizität -> Solarthermische Kraftwerke

  • Wirtschaftlichkeit

  • Desertec


Potential
Potential

  • Im Durchschnitt erreichen 1000 W/m^2 die Erdoberfläche

  • Die Sonnenenergie, die die Erde erreicht, ist um den Faktor 10000 größer als die verbrauchte Primärenergie


Solarthermie 1347409

Ein Quadrat in der Sahara mit 300km Kantenlänge würde genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken


Prinzip
Prinzip genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken

  • Umwandlung von Solarstrahlung in nutzbare thermische Energie

  • Photonenenergie bringt Atomgitter zum Schwingen


Heizung und warmwasser
Heizung und Warmwasser genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken


Solarthermie 1347409

Verschieden Arten von Kollektoren genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken

  • Flachkollektoren

  • Vakuumröhrenkollektoren

  • Speicherkollektoren


Flachkollektoren
Flachkollektoren genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken


Vakuum r hrenkollektoren
Vakuum-Röhrenkollektoren genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken


Speicherkollektor
Speicherkollektor genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken


Prozessw rme
Prozesswärme genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken

Beleuchtung

Heizen

Warmwasser

Mechanische Energie

<200°C

Prozesswärme

>200°C

Verwendung von Energie in der Industrie


Wo wird prozessw rme ben tigt
Wo wird Prozesswärme benötigt? genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken

  • In Industrie zum Schweißen, Schmelzen, Schmieden oder zur Dampferzeugung

  • In der Landwirtschaft zur Trocknung

  • Zur Kühlung von Gebäuden

  • In der Lebensmittelindustrie


Solarthermische kraftwerke
Solarthermische Kraftwerke genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken

Umwandlung von Solarenergie in Prozesswärme oder elektrischen Strom


Grundlegende funktionsweise
Grundlegende Funktionsweise genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken

  • Sonnenlicht wird konzentriert und absorbiert

  • Wärmeträgermedium wird erwärmt (z.B. Wasser, Öl, Luft)

  • Evtl. Wärmetauscher

  • Turbine und Generator/Stirling Motor


Arten von kraftwerken
Arten von Kraftwerken genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken

  • Parabolrinnen

  • Fresnel

  • Parabolic Dish

  • Solar Tower

  • Aufwind

  • Fallwind


Parabolrinnen
Parabolrinnen genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken

Schema eines Parabolrinnenkraftwerks mit Speicher


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  • Existierende Parabolrinnenkraftwerke: genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken

    • Andasol I (Granada, 50MW)

    • SEGS (=solar electricity generation system)(Mojave-Wüste in Kalifornien, 350MW)

  • Geplant bzw. im Bau:

    • Andasol II und III (je 50MW)

    • In Algerien: Als Unterstützung für Gaskraftwerk (25MW)

  • Wirkungsgrad ~15%

  • Problem: Know-How nicht in den Ländern vorhanden, in denen die solare Strahlung groß genug ist


Fresnel
Fresnel genügen, um den gesamten Strombedarf der Erde zu decken


Solarthermie 1347409


Parabolic dish
Parabolic Dish Almería, Südspanien


Solarthermie 1347409


Solar tower
Solar Tower Almería, Südspanien

PS10 bei Sevilla, Spanien


Solarthermie 1347409

  • Existierende Projekte: Almería, Südspanien

    • 10 Testprojekte weltweit

    • Z.B.:

      • Solar Two: Kalifornien, 10MW

      • Planta Solar 10: Sevilla, 11MW

  • Geplant:

    • PS20: Sevilla, 20MW

  • Durch sehr hohe Temperaturen (bis zu 1100°C) hohe Wirkungsgrade möglich: 25% und mehr


Aufwindkraftwerke
Aufwindkraftwerke Almería, Südspanien


Solarthermie 1347409

  • Zur Zeit keine existierenden Projekte Almería, Südspanien

  • Testprojekt in Manzaranes, Spanien: Spitzenleistung 50kW, Wirkungsgrad 0,5%, Turm wurde bei einem Sturm zerstört

  • Pläne für Aufwindkraftwerke gibt es vor allem in Australien

  • Problem: Viel Platz und hohe Anfangsinvestition nötig


Fallwindkraftwerk
Fallwindkraftwerk Almería, Südspanien

http://www.tagesschau.de/multimedia/video/video261690.html


Solarthermie 1347409

  • 460MW sind wirtschaftlich und technisch sinnvoll Almería, Südspanien

  • Wirkungsgrad überproportional abhängig von der Höhe. (1000m -> 2,5%)

  • Sehr hohe Investitionen (~ 1 MilliardeUS$)

  • Funktioniert am besten in Wüstenregionen, die aber in der Nähe von großen Gewässern gelegen sind



Senkung der kosten durch
Senkung der Kosten durch: Almería, Südspanien

  • Verbesserte Technologie

    • Materialien

    • Prozesse

  • Economies of Scale


Desertec
Desertec Almería, Südspanien

Clean Power from Deserts


Solarthermie 1347409


Wer steckt dahinter
Wer steckt dahinter? Africa)

  • TREC=Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation

  • Gegründet von: Club of Rome, Hamburger Klimaschutz-Fonds und dem Jordanischen Nationalen Energieforschungszentrum (NERC)

  • Ca. 60 Mitglieder, die das Projekt Regierungen und privaten Investoren vorstellen

  • Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)


M gliche daten f r die umsetzung
Mögliche Daten für die Umsetzung Africa)

Quelle: www.desertec.org, Juli 2008


Argumente f r desertec
Argumente für Desertec Africa)

  • Steigenden Energienachfrage kann durch regenerative Quellen gedeckt werden

  • Langfristig Stromgestehungs- und Übertragungskosten von 0.04-0.05€/kWh

  • Vermehrte Wertschöpfung in armen Ländern sowie erhöhte Einnahmen durch Stromexporte

  • Technik ist vorhanden


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