Solarthermie

Die Wärme der Sonnenstrahlen nutzen

Solarthermie nennt man die Umwandlung der Sonnenenergie in nutzbare thermische Energie – also Wärme. Die Sonne ist die größte erneuerbare Energiequelle, die der Menschheit zur Verfügung steht. Allerdings unterliegt die Wärme, die durch Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche ankommt, großen Schwankungen in Abhängigkeit der Tageszeit sowie der Jahreszeit und des Wetters. Um trotz dieser Einschränkungen über ausreichend Wärme zu verfügen, werden solarthermische Anlagen in der Regel mit thermischen Speichern und einer zusätzlichen Wärmequelle als Backup gekoppelt.

Im Bereich der Solarthermie stehen unterschiedliche Technologien zur Verfügung, die verschiedene Leistungsstufen und Temperaturbedarfe abdecken können. Auf Gebäuden werden in der Regel Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren genutzt. Für Nah- und Fernwärmeanwendungen kommen außerdem konzentrierende solarthermische Systeme (CSP: concentrated solar power) in Frage, zum Beispiel Parabolrinnen. Diese Systeme erreichen höhere Temperaturen und können zudem zur Stromproduktion sowie für industrielle Prozesswärme genutzt werden.

Die Solarforschung hat in Nordrhein-Westfalen einen hohen Stellenwert, so unterstützt das Land finanziell mehrere Großforschungseinrichtungen. Das Institut für Solarforschung vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt hat im Juli 2020 seinen zweiten Solarturm als Versuchsplattform in Betrieb genommen. Der erste Solarturm in Jülich wurde bereits 2009 errichtet. Außerdem steht in Jülich seit 2017 die größte künstliche Sonne der Welt „Synlight“, die vom DLR Institut Future Fuels betrieben wird.

Diese Forschungseinrichtungen haben neben der Entwicklung von Solarturm-Komponenten wie Receivern und Heliostaten ist ein weiteres wesentliches Ziel: Brennstoffe CO2-neutral auf der Basis von Sonnenenergie herzustellen. Sollte die Strom- oder Brennstoff-Produktion in Deutschland nicht wirtschaftlich realisiert werden, so kann die lokale Wirtschaft in NRW von Know-how und Export profitieren. Weltweit rechnet die Internationale Energieagentur (IEA) bis 2050 mit einem Anteil von elf Prozent CSP an der Stromproduktion. Der Anteil solarthermischer Wärme am globalen Bedarf wird auf 16 Prozent geschätzt.     

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Lisa Kaborn

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