Es wirkt wie eine unverrückbare Wahrheit: Wenn die Sonne untergeht, stellen Solarkraftwerke ihre Arbeit ein. Für eine bestimmte Art von großflächigen Anlagen, die Licht in Strom umsetzen, will ein einzelner Forscher hieran rütteln.
Was könnten Heliostaten-Kraftwerke mithilfe ihrer Spiegel nachts anstellen? Vielleicht Asteroiden erspähen oder Satelliten im Orbit nachspionieren!
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Unter Solarthermie verstehen wir vereinfacht die Nutzung von Licht (sichtbares und vor allem aus dem infraroten Spektrum) zur Erhitzung einer Flüssigkeit oder eines Salzes, um zu heizen. Solche Anlagen können ähnlich wie Fotovoltaik auf Dächern installiert werden.
Ein Heliostaten-Kraftwerk denkt die Idee weiter, um Strom zu produzieren. Hierfür ist aber eine Steigerung der Temperatur erforderlich. Um einen zentralen Turm werden deshalb Hunderte Spiegel aufgestellt, die dynamisch der Sonne über den Tagesverlauf hinweg folgen. Sie bündeln das auf sie fallende Licht an einem Punkt an der Spitze der Anlage und konzentrieren es dabei um den Faktor 100-1000-fach.
Hier erhitzt diese buchstäblich pure Sonnenenergie das Salz auf mehrere Hundert Grad Celsius, was mittels Wärmetauscher Wasser zum Kochen bringt, wodurch überhitzter Dampf entsteht, der eine Turbine mit Hochdruck antreibt.
Asteroiden im Spiegel
Der Physiker John V. Sandusky zeigt in seiner Ausarbeitung, wie Heliostaten, die Spiegel der Solarthermie-Kraftwerke/Sonnenwärmekraftwerke, erdnahe Asteroiden aufspüren sowie Satelliten und Raumschiffe zwischen Erde und Mond erkennen könnte.
Vereinfacht also: günstige, in Masse bereits auf Erden vorhandene Mini-Quasi-Teleskope zur heimatnahen Raumüberwachung.
Wenn es rein um Stromertrag geht, kommt Solarthermie weder im Großen noch im Kleinen an Fotovoltaik heran. Sie dominiert den Markt (via verifiedmarketreports, fortunebusinessinsights und volker-quaschning).
Das demonstrieren auch mit etlichen Millionen US-Dollar hinterlegte Pläne, wie der Mega-Solarpark in Abu Dhabi mit einer Größe von 12.000 Fußballfeldern. Und da ist noch mehr an Leistung pro Panel drin: So haben Forscher gezeigt, dass eine neue Bauweise und das Besprühen mit Wasser ihre Leistung deutlich verbessern.
So wäre langfristig eine weitere Verwendung für die relativ teuren Heliostaten-Kraftwerke interessant.
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Wolkenkratzer als 1.000 Meter hoher Energiespeicher
Wie funktionieren die Mini-Spiegelteleskope? Herkömmliche Teleskope belichten über längere Zeitspannen, um ein Bild zu erstellen. Bewegungen werden darin, simplifiziert ausgedrückt, durch Streifen sichtbar, da das sich nicht synchron zur Erde bewegende Objekt ja nicht stillsteht und so buchstäblich eine Spur hinterlässt.
Sanduskys Spähaugen würden so eingestellt, dass sie das Licht eines bestimmten, fernen Sternes fixieren. Abweichungen durch Objekte im Sichtfeld könnten analysiert werden, voilà: relativ nahe Asteroiden, Satelliten im Orbit oder sonstige Objekte im erdnahen Raum könnten verfolgt – und so auch überwacht werden.
Besonders interessant: Die Methode sei laut dem Physiker extrem kostengünstig und komme ohne Änderungen an der Anlage. Nur die Steuerungssoftware müsse zeitweise, halt für nachts, angepasst werden.
Wobei eines noch angemerkt gehört: Solarthermie- bzw. Heliostaten-Kraftwerke können in gewisser Weise auch nachts Strom produzieren – zumindest für eine gewisse Zeit.
Die Heliostats fokussieren das Sonnenlicht gebündelt zum Empfänger. Bildquelle: Synhelion
Denn die erhitzten Salze geben noch bis zu wenige Stunden lang genügend Hitze ab, um weiteren Hochdruck-Dampf für Turbinen zu erzeugen. Ein Unternehmen testet in Deutschland sogar eine Lösung, welche lange in die Nacht hinein synthetischen Treibstoff für die Luftfahrt erzeugt.
Die Dinosaurier mussten vor 66 Millionen Jahren erfahren, was passiert, wenn ein Asteroid einschlägt – und inzwischen wissen wir sogar, aus welch ferner Düsternis des Alls Chicxulub kam. Einige Wissenschaftler haben auch deshalb im Kleinen getestet, wie wir vielleicht Asteroiden mit Atomwaffen vom Kurs abbringen könnten. Eine zusätzliche Raumüberwachung könnte also in Zukunft weiterentwickelt Extra-Schutz bieten.
Weitere Tests notwendig
Bevor Heliostaten-Kraftwerke sich aber weltweit ihrem neuen, nächtlichen Hobby widmen, wird noch eine ganze Weile ins Land ziehen. Bisher kam nur ein einzelner Heliostat, also ein Spiegel, von 212 der verwendeten National Solar Thermal Test Facility
(USA) zum Einsatz. In Zukunft möchte John V. Sandusky mehrere der Spiegel zugleich synchronisiert nutzen, um die Planeten im Sonnensystem zu verfolgen.
Das Fernziel sei dann schließlich irgendwann, kleinere Asteroiden zu detektieren, die Technologie für die planetare Verteidigung zu optimieren sowie weitere Verwendungsmöglichkeiten zu erkunden.
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