Feierliche Übergabe des Solarthermischen Demonstrationswerkes an die Stadtwerke Jülich

In Anwesenheit von Wirtschafts- und Energieministerin Christa Thoben und Bundesumweltminister Sigmar Gabriel erfolgte am 20.08.09 die feierliche Übergabe des in seiner Art weltweit einzigartigen solarthermischen Versuchs- und Demonstrationskraftwerks. Betreiber der Anlage, die eine elektrische Leistung von 1,5 Megawatt hat, sind die Stadtwerke Jülich. Das Projekt wird vom Bundesumweltministerium sowie von den Wirtschaftsministerien der Länder NRW und Bayern öffentlich gefördert.

Bei dem weltweit einzigartigen Solarturmkraftwerk auf dem Gelände der Stadtwerke Jülich handelt es sich um ein konventionelles Dampfkraftwerk mit „solarer Feuerung“. Die bislang mit Öl, Gas oder Kohle befeuerte herkömmliche Brennkammer wird durch eine solare Brennkammer ersetzt. Das Kraftwerk verfügt über eine Spiegelfläche von insgesamt etwa 18.000 m². Durch die ca. 2000 Spiegel wird die Luft zur Erzeugung von Wasserdampf auf 680°C erhitzt, um mit dem Wasserdampf Strom zu erzeugen und in das öffentliche Netz einzuspeisen. Solarthermische Kraftwerke im Mega-Watt-Maßstab könnten zukünftig einen erheblichen Teil des weltweiten Strombedarfs kostengünstig decken.

Schwankungen im Leistungsangebot der Sonneneinstrahlung sollen mittels eines neuartigen Speichers ausgeglichen werden. Dadurch kann die Stromerzeugung im Kraftwerk unabhängiger von der Sonneneinstrahlung und damit verbrauchsorientierter erfolgen. Diese innovativen Komponenten des Kraftwerks sind beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. in Köln entwickelt und patentiert worden und wurden bereits in Almeria in Spanien erfolgreich erprobt. In Jülich wird nun erstmals das Gesamtsystem aus den Solarkomponenten und den herkömmlichen Kraftwerksteilen entwickelt und getestet. In Zukunft könnte das Kraftwerk bei fehlender Sonneneinstrahlung auch konventionell mit Biomasse betrieben werden. Langfristig ließe sich mit Hilfe der Turmtechnologie sogar Wasserstoff durch Sonnenenergie erzeugen.

Das Solarturmkraftwerk wurde nach nur zehn Monaten Bauzeit Ende 2008 fertig gestellt. Die erste solare Stromeinspeisung in das Netz der Stadtwerke Jülich ist bereits erfolgt. Damit begann der mehrmonatige Testbetrieb, der im Laufe des Jahres 2009 in einen Regelbetrieb übergeht. Bis Ende 2009 ist die Erprobung und Optimierung der Anlage geplant, der mit umfangreicher Messtechnik begleitete Versuchsbetrieb wird im Anschluss daran aufgenommen. Bereits während Planung und Bau des Jülicher Solarturms konnten wichtige wissenschaftliche Erkenntnisse für die kontinuierliche Weiterentwicklung solarthermischer Kraftwerkstechnologien gewonnen werden. Der Versuchsbetrieb des Kraftwerks wird durch die Nähe von Forschungseinrichtungen begünstigt, die dazu beitragen, dass Einzelkomponenten optimiert und das Kraftwerkskonzept des Solarturms Jülich zur Marktreife weiterentwickelt werden kann. Bundesumweltminister Sigmar Gabriel sieht in dem Bau des Solarturms Jülich einen "Meilenstein auf dem Weg zur weltweiten Markteinführung dieser Zukunftstechnologie." Im Rahmen der Eröffnungsfeierlichkeiten in Jülich unterzeichnet der Generaldirektor für wissenschaftliche Forschung und technologische Entwicklung des Ministeriums für höhere Bildung und wissenschaftliche Forschung der demokratischen Volksrepublik Algerien, Prof. Dr. Hafid Aourag, mit dem Rektor der FH Aachen, Prof. Dr. Marcus Baumann, einen Kooperationsvertrag zu einem Auftrag für eine Machbarkeitsstudie eines solarthermischen Kraftwerks in Algerien. Die Machbarkeitsstudie wird federführend vom Solar-Institut Jülich ausgeführt und im Rahmen der internationalen Klimaschutzinitiative durch das BMU gefördert.


Hintergrundinformationen

Funktionsweise des Solarturmkraftwerks:
Herzstück des Solarkraftwerks ist der bei KAM gemeinsam mit dem DLR und seit 2003 auch mit dem SIJ entwickelte volumetrische Receiver, in dem die Strahlung absorbiert wird. Der Receiver wird von Umgebungsluft durchströmt, die sich dabei auf bis zu 700 °C erwärmt und einem Abhitzekessel zur Dampferzeugung zugeführt wird. Mit dem Dampf wird in einer Dampfturbine Strom erzeugt. Bei Unterbrechung der Sonneneinstrahlung durch Wolken sichert ein thermischer Speicher die Energiezufuhr.

Bei Solarturmkraftwerken wird die Sonnenstrahlung durch bewegliche Spiegel (Heliostate) um Faktor 500-1.000 aufkonzentriert. In Jülich werden über 2.000 Heliostate mit 18.000 qm Spiegelfläche zweiachsig so der Sonne nachgeführt, dass die einfallende Strahlung zu jeder Tages- und Jahreszeit auf den Receiver am oberen Ende des 60 m hohen Solarturms reflektiert wird.

Receiverentwicklung
Die Technologie des offenen volumetrischen Receivers wurde in größerem Maßstab erstmals Anfang der 90er Jahre getestet. Die Basis bildete ein metallisches Drahtgeflecht als Absorberstruktur auf der spanischen "Plataforma Solar de Almería" (PSA). 2003 lieferte die Kraftanlagen München GmbH den ersten keramischen Receiver auf die PSA. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt agierte hierbei als Projektpartner, die Kraftanlagen München GmbH als Zulieferer. Seitdem wurde bei DLR und KAM systematisch an der Weiterentwicklung des volumetrischen Receivers zu einer industrietauglichen Technologie gearbeitet. Verschiedene internationale Forschungsprojekte bildeten die Basis zur Entwicklung eines modularen und skalierbaren Receiverkonzepts mit keramischen Absorbermodulen - der sogenannten "HiTRec" Receivertechnologie -, die im 3 MWth Maßstab gebaut, getestet und zur späteren industriellen Umsetzung qualifiziert wurden. Im Jahre 2004 schlossen DLR und KAM einen Lizenzvertrag zur Nutzung und Weiterentwicklung dieser Technologie, der 2005 in einen erweiterten Kooperationsvertrag mündete.