Neues Highlight der solarthermischen Forschung

In der Solarforschung zählen deutsche Forschungseinrichtungen zu den weltweiten Vorreitern. Mit dem weltgrößten Hochleistungsstrahler eröffnet sich in Jülich bald eine neue Dimension.

Neben der Photovoltaik bieten auch konzentrierende solarthermische Systeme (CSP) noch ein großes Potenzial zur Gewinnung von Strom, Wärme, Treibstoff und Wasser. Trotz einiger erster Kraftwerke steht eine großindustrielle Nutzung der CSP-Technologie noch am Anfang. Die Forschung und Entwicklung dürfte allerdings bald an Fahrt gewinnen. Denn durch den Bau des weltweit größten Hochleistungsstrahlers in Jülich in den nächsten drei Jahren entsteht am Institut für Solarforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) eine bislang einzigartige Anlage zum Testen und Entwickeln von solarthermischen Komponenten und Verfahren.

Viertausendmal so hell wie die Sonne

Der Hochleistungsstrahler mit einer geplanten Leistung von rund 200 Kilowatt und Bestrahlungsstärken von etwa vier Megawatt pro Quadratmeter arbeitet mit elektrisch betriebenen Xenon-Kurzbogenlampen. Deren Licht kommt dem natürlichen Sonnenlicht vom Lichtspektrum sehr nahe. Die von zirka 80 Lampen und Reflektor-Modulen bereitgestellte Lichtintensität entspricht dabei rund dem viertausendfachen der natürlichen Sonnenstrahlung auf der Erdoberfläche. Diese künstliche Sonne ermöglicht Experimente unabhängig von der Tageszeit und den Wetterbedingungen - unter reproduzierbaren und genau einstellbaren Randbedingungen.

Wasserstoffgewinnung durch Solarenergie

Ein Forschungsschwerpunkt der Anlage liegt in der solaren Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff, zur Gewinnung eines hochenergetischen und CO₂-frei verbrennenden Brennstoffs. Das Verfahren wurde im Labormaßstab bereits mit einem kleineren Hochleistungsstrahler des DLR in Köln erfolgreich erprobt. Nun soll die Methode in Jülich auf dem Weg zur industriellen Einsatzreife in größerem Maßstab angewendet werden. Eine aktuelle Einführung in den physikalischen Hintergrund sowie in die zwei wichtigsten Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff durch Solarenergie bieten die Springer-Autoren Ehsan Baniasadi, Ibrahim Dincer und Greg F. Naterer im Buchkapitel "Large Scale Photo-Reactors for Environmentally Benign Solar Hydrogen Production".