Solarstrom: Neue Keramik bietet mehr Power
Wärmestrahlen der Sonne werden durch Aluminiumnitrid und Siliziumkarbid besser absorbiert
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Solarturmkraftwerk: noch effektiver mit neuer Keramik (Foto: en.misis.ru) |
Moskau/Kairo (pte003/05.12.2018/06:10) Poröse Keramik, die 40 Prozent Aluminiumnitrid und 60 Prozent Siliziumkarbid enthält, hat sich als optimal für den Einsatz in Solarturmkraftwerken herausgestellt. Entwickelt wurden die extrem harten, verschleißarmen und hochtemperaturfesten Bauteile von Forschern der National University of Science and Technology http://en.misis.ru und des Central Metallurgical R&D Institute http://www.cmrdi.sci.eg in Kairo.
Mehr als 600 Grad Celsius
Die Wissenschaftler haben einen Raum an der Spitze eines Turmes mit dem neuen Material ausgefüllt. Heliostate, die rundherum angeordnet sind, konzentrieren die Wärmestrahlen der Sonne auf diesen Receiver genannten Raum. Dort entstehen Temperaturen von mehr als 600 Grad Celsius. Diese Energie wird mithilfe von hindurch strömender Luft zu einem Wärmetauscher transportiert.
Hier heizt die Luft Wasser auf, das sich in Dampf verwandelt, sodass es einen Turbogenerator zur Stromerzeugung antreibt. Der Charme dieser Lösung: Der Dampf ist so heiß, dass die gleichen Turbogeneratoren eingesetzt werden können wie in Kohle- oder Kernkraftwerken. Es sind keine äußerst teuren Sondermaschinen nötig wie bei Parabolrinnenkraftwerken, die auf gerade einmal 300 Grad Celsius kommen.
Keramik unter hohem Stress
Die keramischen Formkörper sind wegen der großen Hitze und der durchströmenden Luft hohem Stress ausgesetzt, der die Lebensdauer der Anlage verkürzt. Die Neuentwicklung wird die Betriebsdauer der damit ausgestatteten Solarkraftwerke deutlich erhöhen, sagen die Forscher. "Solarkraftwerke benötigen haltbare Materialien ohne Fehlstellen", sagt Emad Ewais vom Kairoer Forschungsinstitut. Im Labor ist die Standfestigkeit bereits erwiesen. "Jetzt wollen wir die Formkörper in Solaranlagen im täglichen Einsatz testen", so Ewais. Wo die Versuche stattfinden, ist noch nicht klar. Ägypten hat noch kein Solarturmkraftwerk, jedoch große Pläne zum Ausbau der Solarenergie.
Tests könnten beispielweise in Jülich stattfinden. Dort betreibt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt http://dlr.de eine große Testanlage, in der neue Verwendungsmöglichkeiten für konzentrierte solare Wärme entwickelt werden, etwa die Spaltung von Wasser in Wasser- und Sauerstoff. Dort werden auch neue Receiver-Konzepte entwickelt.
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