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2013 | OriginalPaper | Buchkapitel

5. Solarthermische Stromerzeugung

verfasst von : Martin Kaltschmitt, Prof. Dr.-Ing., Gerhard Weinrebe, Dr.-Ing., Christina Wulf, Dipl.-Ing.

Erschienen in: Erneuerbare Energien

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Unter dem Begriff „solarthermische Kraftwerke“ werden hier Anlagen zusammengefasst,
  • die Solarstrahlung zunächst in Wärme wandeln, dann
  • diese Wärme mittels eines weiteren Prozesses (üblicherweise ein „klassischer“ Wärme-Kraft-Prozess; nur beim Aufwindkraftwerk durch das Auftriebsprinzip ersetzt, wobei der Auftrieb ebenfalls wärmeinduziert erzeugt wird) in Rotations- bzw. mechanische Energie umwandeln und dann
  • durch eine mechanisch-elektrische Wandlung schließlich elektrische Energie bereitstellen.
Hohe Temperaturen ermöglichen bei den Anlagen, die auf einem „klassischen“ Wärme-Kraft-Prozess aufbauen, in der Theorie einen hohen Wirkungsgrad (d. h. hohe nutzbare Temperaturdifferenz erlaubt nach Carnot hohe Wirkungsgrade). Derartige hohe Temperaturen werden durch eine Erhöhung der Flussdichte der auf einen Kollektor einfallenden Solarstrahlung erreicht; man spricht von konzentrierter Strahlung bzw. konzentrierenden Kollektoren. Als Alternative können aber auch niedrigere Temperaturen – und damit geringere Umwandlungswirkungsgrade – zur Anwendung kommen; dies setzt für entsprechende Leistungen allerdings großflächige und damit kostengünstig herstellbare Kollektoren voraus.

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Literatur
[5.1]
Zurück zum Zitat Cerbe, G., Wilhelms, G.: Technische Thermodynamik: Theoretische Grundlagen und praktische Anwendung, 16. Aufl. Carl Hanser, München (2010) Cerbe, G., Wilhelms, G.: Technische Thermodynamik: Theoretische Grundlagen und praktische Anwendung, 16. Aufl. Carl Hanser, München (2010)
[5.2]
Zurück zum Zitat Rabl, A.: Active Solar Collectors and Their Applications. Oxford University Press, Oxford, UK (1985) Rabl, A.: Active Solar Collectors and Their Applications. Oxford University Press, Oxford, UK (1985)
[5.3]
Zurück zum Zitat Baehr, H.D.: Thermodynamik, 12. Aufl. Springer, Berlin, Heidelberg (2005) Baehr, H.D.: Thermodynamik, 12. Aufl. Springer, Berlin, Heidelberg (2005)
[5.4]
Zurück zum Zitat Riffelmann, K.-J. et al.: Heliotrough – a new collector generation for parabolic trough power plants. In: SolarPACES (Hrsg.) Electricity, fuels and clean water from concentrated solar energy. Deutsches Forschungszentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Berlin (2009) Riffelmann, K.-J. et al.: Heliotrough – a new collector generation for parabolic trough power plants. In: SolarPACES (Hrsg.) Electricity, fuels and clean water from concentrated solar energy. Deutsches Forschungszentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Berlin (2009)
[5.5]
Zurück zum Zitat Schweitzer, A. et al.: Ultimate Trough – The next generation collector for parabolic trough power plants. CIEMAT, Granada (2011) Schweitzer, A. et al.: Ultimate Trough – The next generation collector for parabolic trough power plants. CIEMAT, Granada (2011)
[5.6]
Zurück zum Zitat Schiel, W. et al.: Collector development for parabolic trough power plants at Schlaich Bergermann und Partner. 13th International Symposium on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Technologies. Sevilla, Spanien, 20.–23. Juni (2006) Schiel, W. et al.: Collector development for parabolic trough power plants at Schlaich Bergermann und Partner. 13th International Symposium on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Technologies. Sevilla, Spanien, 20.–23. Juni (2006)
[5.8]
Zurück zum Zitat Steinmann, W.-D., Eck, M.: Buffer storage for direct steam generation. Solar Energy 80, 1277–1282 (2006)CrossRef Steinmann, W.-D., Eck, M.: Buffer storage for direct steam generation. Solar Energy 80, 1277–1282 (2006)CrossRef
[5.10]
Zurück zum Zitat Turchi, M., Wagner, X., Kutcher, C.: Water Use in Parabolic Trough Power Plants. NREL, Golden, Colorado, USA (2010) Turchi, M., Wagner, X., Kutcher, C.: Water Use in Parabolic Trough Power Plants. NREL, Golden, Colorado, USA (2010)
[5.11]
Zurück zum Zitat Cohen, G. et al.: Recent improvements and performance experience at the Kramer junction SEGS plants, Tagungsband, S. 479–485. ASME Solar Energy Conference. San Antonio, Texas, USA (1996) Cohen, G. et al.: Recent improvements and performance experience at the Kramer junction SEGS plants, Tagungsband, S. 479–485. ASME Solar Energy Conference. San Antonio, Texas, USA (1996)
[5.13]
Zurück zum Zitat Dersch, J. et al.: Comparison of linear fresnel and parabolic trough collector systems – system analysis to determine break even costs of linear fresnel collectors. Proceedings of SolarPACES 2009. Berlin, Deutschland Dersch, J. et al.: Comparison of linear fresnel and parabolic trough collector systems – system analysis to determine break even costs of linear fresnel collectors. Proceedings of SolarPACES 2009. Berlin, Deutschland
[5.14]
Zurück zum Zitat Hoyer, M. et al.: Comparison of linear fresnel and parabolic trough collector systems – system analysis to determine break even costs of linear fresnel collectors. Proceedings of SolarPACES 2009. Berlin, Deutschland Hoyer, M. et al.: Comparison of linear fresnel and parabolic trough collector systems – system analysis to determine break even costs of linear fresnel collectors. Proceedings of SolarPACES 2009. Berlin, Deutschland
[5.15]
Zurück zum Zitat Morin, G. et al.: Comparison of linear fresnel and parabolic trough collector systems – influence of linear fresnel collector design variations on break even costs. Proceedings of SolarPACES 2009. Berlin, Deutschland Morin, G. et al.: Comparison of linear fresnel and parabolic trough collector systems – influence of linear fresnel collector design variations on break even costs. Proceedings of SolarPACES 2009. Berlin, Deutschland
[5.18]
Zurück zum Zitat Valverde, A., Weinrebe, G.: Implementation of an automatic aiming-point strategy for a volumetric receiver in the psa’s cesa-1 heliostat field. Solar Thermal Concentrating Technologies, Tagungsband 2, S. 1047–1065. Köln, Deutschland (1996) Valverde, A., Weinrebe, G.: Implementation of an automatic aiming-point strategy for a volumetric receiver in the psa’s cesa-1 heliostat field. Solar Thermal Concentrating Technologies, Tagungsband 2, S. 1047–1065. Köln, Deutschland (1996)
[5.19]
Zurück zum Zitat Ries, H., Schubnell, H.: The optics of a two-stage solar furnace. Solar Energy Materials 21, 213–217 (1990)CrossRef Ries, H., Schubnell, H.: The optics of a two-stage solar furnace. Solar Energy Materials 21, 213–217 (1990)CrossRef
[5.20]
Zurück zum Zitat Weinrebe, G.: Technische, ökologische und ökonomische Analyse von solarthermischen Turmkraftwerken. IER Forschungsbericht 68. Universität Stuttgart, Stuttgart (2000) Weinrebe, G.: Technische, ökologische und ökonomische Analyse von solarthermischen Turmkraftwerken. IER Forschungsbericht 68. Universität Stuttgart, Stuttgart (2000)
[5.25]
Zurück zum Zitat Pacheco, J.E.: Results of molten salt panel and component experiments for solar central receivers (SAND 94-2525). Sandia National Laboratories, Albuquerque, New Mexico, USA (1995) Pacheco, J.E.: Results of molten salt panel and component experiments for solar central receivers (SAND 94-2525). Sandia National Laboratories, Albuquerque, New Mexico, USA (1995)
[5.26]
Zurück zum Zitat Sánchez, M. et al.: Receptor Avanzado de Sales (RAS) – setup, test campaign and operational experiences final report of a 0,5 MWth molten salt receiver at the plataforma solar de Almería. Ref. PSA-TR 02/97, CIEMAT-PSA. Tabernas, Spanien Sánchez, M. et al.: Receptor Avanzado de Sales (RAS) – setup, test campaign and operational experiences final report of a 0,5 MWth molten salt receiver at the plataforma solar de Almería. Ref. PSA-TR 02/97, CIEMAT-PSA. Tabernas, Spanien
[5.28]
Zurück zum Zitat Schmitz-Goeb, M., Finker, A.: The PHOEBUS solar power tower, solar thermal concentrating technologies. Proceedings of the 8th International Symposium, 6.–12. Oktober 1996- Köln, Deutschland Schmitz-Goeb, M., Finker, A.: The PHOEBUS solar power tower, solar thermal concentrating technologies. Proceedings of the 8th International Symposium, 6.–12. Oktober 1996- Köln, Deutschland
[5.29]
Zurück zum Zitat Tyner, C. et al.: Solar power tower development: recent experiences. Solar Thermal Concentrating Technologies, Tagungsband 1, S. 193–217. Köln, Deutschland (1995) Tyner, C. et al.: Solar power tower development: recent experiences. Solar Thermal Concentrating Technologies, Tagungsband 1, S. 193–217. Köln, Deutschland (1995)
[5.30]
Zurück zum Zitat Schwarzbözl, P., et al.: Solar gas turbine systems: design, cost and perspectives. Solar Energy 80(10), 1231–1240 (2006)CrossRef Schwarzbözl, P., et al.: Solar gas turbine systems: design, cost and perspectives. Solar Energy 80(10), 1231–1240 (2006)CrossRef
[5.31]
Zurück zum Zitat Kolb, G.J. et al.: Power Tower Technology Roadmap and Cost Reduction Plan. Sandia National Laboratories, Albuquerque, New Mexico, USA (2011) Kolb, G.J. et al.: Power Tower Technology Roadmap and Cost Reduction Plan. Sandia National Laboratories, Albuquerque, New Mexico, USA (2011)
[5.32]
Zurück zum Zitat Buck, R., Giuliano, S.: Solare Kraftwerkprozesse für Wüstengebiete. 13. Kölner Sonnenkolloquium, Köln, Deutschland (2010) Buck, R., Giuliano, S.: Solare Kraftwerkprozesse für Wüstengebiete. 13. Kölner Sonnenkolloquium, Köln, Deutschland (2010)
[5.33]
Zurück zum Zitat Tyner, C. et al.: Solar power tower development: recent experiences. 8th International Symposium on Solar Thermal Concentrating Technologies, Tagungsband. DLR, Köln (1996) Tyner, C. et al.: Solar power tower development: recent experiences. 8th International Symposium on Solar Thermal Concentrating Technologies, Tagungsband. DLR, Köln (1996)
[5.34]
Zurück zum Zitat Steinmüller (Hrsg.): PHOEBUS Solar Power Tower. Steinmüller, Gummersbach (1995) Steinmüller (Hrsg.): PHOEBUS Solar Power Tower. Steinmüller, Gummersbach (1995)
[5.35]
Zurück zum Zitat Haeger, M., et al.: Operational Experiences with the Experimental Set-Up of a 2,5 MWth Volumetric Air Receiver (TSA) at the Plataforma Solar de Almeria. PSA Internal Report. CIEMAT, Almeria, Spanien (1994) Haeger, M., et al.: Operational Experiences with the Experimental Set-Up of a 2,5 MWth Volumetric Air Receiver (TSA) at the Plataforma Solar de Almeria. PSA Internal Report. CIEMAT, Almeria, Spanien (1994)
[5.36]
Zurück zum Zitat Romero M. et al.: Design and implementation plan of a 10 MW solar tower power plant based on volumetric-air technology in Seville (Spain). Proceedings of the ASME Solar 2000 Conference, Tagungsband, 17.–22. Juni 2000. Madison, USA Romero M. et al.: Design and implementation plan of a 10 MW solar tower power plant based on volumetric-air technology in Seville (Spain). Proceedings of the ASME Solar 2000 Conference, Tagungsband, 17.–22. Juni 2000. Madison, USA
[5.38]
Zurück zum Zitat Persönliche Mitteilung. Schlaich Bergermann und Partner. Stuttgart (2011) Persönliche Mitteilung. Schlaich Bergermann und Partner. Stuttgart (2011)
[5.40]
Zurück zum Zitat Keck, T. et al.: EURODISH – continuous operation, system improvement and reference units. 13th International Symposium on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Technologies, 20.–23. Juni 2002. Seville, Spain Keck, T. et al.: EURODISH – continuous operation, system improvement and reference units. 13th International Symposium on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Technologies, 20.–23. Juni 2002. Seville, Spain
[5.41]
Zurück zum Zitat Stine, W.B., Diver, R.E.: A Compendium of Solar Dish/Stirling Technology (SAND 93-7027). Sandia National Laboratories, Albuquerque, New Mexico, USA (1994)CrossRef Stine, W.B., Diver, R.E.: A Compendium of Solar Dish/Stirling Technology (SAND 93-7027). Sandia National Laboratories, Albuquerque, New Mexico, USA (1994)CrossRef
[5.42]
Zurück zum Zitat Laing, D., Goebel, O.: Natrium Heat Pipe Receiver der 2. Generation für ein 9 kWel Dish/Stirling System. 9. Internationales Sonnenforum, Tagungsband. Stuttgart (1994) Laing, D., Goebel, O.: Natrium Heat Pipe Receiver der 2. Generation für ein 9 kWel Dish/Stirling System. 9. Internationales Sonnenforum, Tagungsband. Stuttgart (1994)
[5.43]
Zurück zum Zitat Walker, G.: Stirling Engines. Clarendon, Oxford (1980) Walker, G.: Stirling Engines. Clarendon, Oxford (1980)
[5.44]
Zurück zum Zitat Werdich, M., Kübler, K.: Stirling-Maschinen: Grundlagen, Technik, Anwendung. Ökobuch, Staufen (2005) Werdich, M., Kübler, K.: Stirling-Maschinen: Grundlagen, Technik, Anwendung. Ökobuch, Staufen (2005)
[5.46]
Zurück zum Zitat Mancini, T. et al.: Dish-Stirling systems: an overview of development and status. J Sol Energ Eng 125, 5 (2003)CrossRef Mancini, T. et al.: Dish-Stirling systems: an overview of development and status. J Sol Energ Eng 125, 5 (2003)CrossRef
[5.47]
Zurück zum Zitat Stine, W.B., Powell, M.A.: Proposed guidelines for reporting performance of a solar dish/Stirling electric generation system. 28th IECEC, Tagungsband 2, S. 2503–2510. Atlanta, Gorgia, USA (1993) Stine, W.B., Powell, M.A.: Proposed guidelines for reporting performance of a solar dish/Stirling electric generation system. 28th IECEC, Tagungsband 2, S. 2503–2510. Atlanta, Gorgia, USA (1993)
[5.48]
Zurück zum Zitat Schlaich, J., Bergermann, R., Schiel, W., Weinrebe, G.: The Solar Updraft Tower – An Affordable and Inexhaustible Global Source of Energy. Bauwerk, Berlin (2004) Schlaich, J., Bergermann, R., Schiel, W., Weinrebe, G.: The Solar Updraft Tower – An Affordable and Inexhaustible Global Source of Energy. Bauwerk, Berlin (2004)
[5.49]
Zurück zum Zitat Haaf, W., Friedrich, K., Mayr, G., Schlaich, J.: Solar chimneys, part i: principle and construction of the pilot plant in manzanares. Solar Energy 2, 3–20 (1983) Haaf, W., Friedrich, K., Mayr, G., Schlaich, J.: Solar chimneys, part i: principle and construction of the pilot plant in manzanares. Solar Energy 2, 3–20 (1983)
[5.50]
Zurück zum Zitat Haaf, W., Lautenschlager, H., Friedrich, K.: Aufwindkraftwerk Manzanares über zwei Jahre in Betrieb. Sonnenenergie 1, 11–17 (1985) Haaf, W., Lautenschlager, H., Friedrich, K.: Aufwindkraftwerk Manzanares über zwei Jahre in Betrieb. Sonnenenergie 1, 11–17 (1985)
[5.51]
Zurück zum Zitat Schlaich, J. et al.: Abschlussbericht Aufwindkraftwerk, Übertragbarkeit der Ergebnisse von Manzanares auf größere Anlagen, BMFT-Förderkennzeichen 0324249D. Schlaich, Bergermann & Partner, Stuttgart (1990) Schlaich, J. et al.: Abschlussbericht Aufwindkraftwerk, Übertragbarkeit der Ergebnisse von Manzanares auf größere Anlagen, BMFT-Förderkennzeichen 0324249D. Schlaich, Bergermann & Partner, Stuttgart (1990)
[5.53]
Zurück zum Zitat Kumar, A., Kishore, V.V.N.: Construction and operational experience of a 6,000 m² solar pond at Kutch; India. Solar Energy 65(4), 237–249 (1999)CrossRef Kumar, A., Kishore, V.V.N.: Construction and operational experience of a 6,000 m² solar pond at Kutch; India. Solar Energy 65(4), 237–249 (1999)CrossRef
[5.56]
Zurück zum Zitat Xu, H. (Hrsg.): Salinity Gradient Solar Ponds, Practical Manual Part I: Solar Pond Design and Construction. El Paso Solar Pond Project (1993) Xu, H. (Hrsg.): Salinity Gradient Solar Ponds, Practical Manual Part I: Solar Pond Design and Construction. El Paso Solar Pond Project (1993)
[5.59]
Zurück zum Zitat Bloche, K., Witt, J., Kaltschmitt, M., Janczik, S.: Erneuerbare Energien – Stand 2011 weltweit und in Europa. BWK 64(5), 5–17 (2012) Bloche, K., Witt, J., Kaltschmitt, M., Janczik, S.: Erneuerbare Energien – Stand 2011 weltweit und in Europa. BWK 64(5), 5–17 (2012)
Metadaten
Titel
Solarthermische Stromerzeugung
verfasst von
Martin Kaltschmitt, Prof. Dr.-Ing.
Gerhard Weinrebe, Dr.-Ing.
Christina Wulf, Dipl.-Ing.
Copyright-Jahr
2013
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-03249-3_5