Energiespeicherung mit Vulkanasche: Nachhaltige Lösung für solarthermische Kraftwerke
Forschende der Universität Barcelona haben herausgefunden, dass Vulkanasche als innovativer Energiespeicher für Solarenergie genutzt werden kann. Mit ihrer Hitzebeständigkeit und langen Lebensdauer bietet Vulkanasche eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Salzspeichern. Diese innovative Lösung ermöglicht es, überschüssige Solarenergie zu speichern und bei Bedarf zur Stromerzeugung zu nutzen – unabhängig von Sonnenstunden und Wetterbedingungen.
17.06.2024
Forscher der Universität Barcelona haben herausgefunden, dass Vulkanasche nicht nur als Bodenverbesserer dient, sondern auch als effizienter Energiespeicher für Sonnenenergie genutzt werden kann. Insbesondere kann die gespeicherte Sonnenwärme in solarthermischen Kraftwerken zur Stromerzeugung genutzt werden, wenn die Sonne nicht scheint.
Mehr als 600 Grad Celsius
Bei solarthermischen Kraftwerken wird die Sonnenwärme mithilfe von Spiegeln gebündelt. In Turmkraftwerken können dabei Temperaturen von über 600 Grad Celsius erreicht werden. Die erzeugte Wärme wird in einen Wasser-Dampf-Kreislauf abgegeben, der mit einem Turbogenerator zur Stromerzeugung verbunden ist.
Um auch dann Strom zu erzeugen, wenn die Sonne nicht scheint oder der Himmel bewölkt ist, muss ein Teil der Sonnenwärme gespeichert werden. Diese Speicherung erfolgt heute in großen Behältern mit flüssigem Salz. Salz ist jedoch korrosiv, was gelegentlich zu Lecks führt. Die Reparatur solcher Lecks kann schnell Millionen kosten, wie kürzlich beim Solarkraftwerk Noor III in Marokko. Außerdem kann der Speicher irreversibel beschädigt werden, wenn die Temperatur unter einen bestimmten Wert sinkt.
Asche übersteht viele Zyklen
Vulkanasche hingegen zeichnet sich dadurch aus, dass sie sowohl auf hohe Temperaturen bis zu einigen hundert Grad Celsius erhitzt als auch ohne bleibende Schäden wieder auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden kann. In dieser Hinsicht ist ihre Speicherkapazität pro Volumeneinheit fast so groß wie die von Flüssigsalz. Im Gegensatz dazu beginnt Flüssigsalz nach einer gewissen Anzahl von Zyklen zu schwächeln, während Vulkanasche auch langfristig keinen Schaden durch Erhitzen und Abkühlen nimmt. Zudem ist Vulkanasche kostengünstig und leicht zu beschaffen.
Die Sonnenwärme wird in Form von Dampf durch gewundene Rohre geleitet, die durch den gut isolierten Aschespeicher verlaufen. Bei Dunkelheit oder Bewölkung kehrt sich der Prozess um. Wasser, das durch die Rohre gepumpt wird, nimmt die Wärme auf und wird wieder zu Dampf, der den Turbogenerator antreibt. Die Speicher sind in der Regel für einen Volllastbetrieb von etwa sechs Stunden ausgelegt und liefern die Energie, wenn die Sonne nicht scheint.
Mit der zunehmenden Einspeisung von Solar- und Windstrom in die Netze entstehen immer größere Stromlücken, die bei Windstille und fehlender Sonneneinstrahlung auftreten. Häufig werden dann fossile Kraftwerke zugeschaltet, die Schadstoffe und CO2 ausstoßen. Alternativen wie Wärmespeicher aus Salz oder Asche könnten die Stromversorgung umweltfreundlicher machen.
