Technologien für das Wüstenstrom-Projekt

Für das Wüstenstrom-Projekt werden die Technologien zur Erzeugung und Speicherung regenerativer Energie nach den vorherrschenden Standortbedingungen ausgewählt. Die wichtigsten Technologien für die Nutzung des Energiepotentials der sonnenreichen Sahara sind seit Jahren weltweit erfolgreich im Einsatz. Windkraft und Photovoltaik (PV) sind weithin bekannt. Solarthermische Kraftwerke und Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung spielen im Wüstenstrom-Projekt jedoch eine besondere Rolle:

Solarthermische Kraftwerke (CSP)

Jeder Spiegel von solarthermischen Kraftwerken kann eine Reflektorfläche von bis zu mehreren 100 m² haben. In solarthermischen Kraftwerken wird Sonnenenergie durch Spiegel (Kollektoren) aufkonzentriert und die entstehende Wärme zur Stromerzeugung genutzt.

Dabei wird das Sonnenlicht auf ein mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefülltes Rohr im Brennpunkt der Spiegel fokussiert. Die Flüssigkeit erhitzt in einem Wärmetauscher Wasser. Mit dem entstehenden Wasserdampf wird eine Dampfturbine angetrieben und Strom erzeugt.

Da sich große Mengen an Wärmeenergie, im Gegensatz zu Elektrizität, technisch einfach und verlustarm speichern lassen, können diese Kraftwerke auch Strom nach Bedarf liefern – selbst bei starker Bewölkung oder sogar nach Sonnenuntergang.

So können solarthermische Kraftwerke nicht nur große Mengen an Strom zuverlässig liefern, sondern in einem Netzverbund mit anderen erneuerbaren Energien auch Schwankungen von Wind und Photovoltaik ausgleichen und somit zur Stabilisierung der Stromnetze beitragen.

Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ)

Zoom Bestehende und geplante Stromtrassen sowie solare Einstrahlung und Windverhältnise für die MENA Region (Quelle: Dii – DP:GS). Das Wüstenstrom-Konzept sieht für den Stromtransport ein Netz aus verlustarmen Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitungen (HGÜ-Leitungen) vor, das Europa und den Mittelmeerraum überzieht. HGÜ ist Stand der Technik und wird in Zukunft weiter an Bedeutung gewinnen, z.B. auch für die Anbindung von Windkraftanlagen auf See.

Die Verwendung von HGÜ- Technik rechnet sich bei den großen Strecken, wie sie auch von Nordafrika und dem Mittleren Osten bis nach Europa zurückgelegt werden müssen, da die Leistungsverluste nur etwa 3-4 % auf 1000 km betragen. Die Seekabelanbindung in großer Wassertiefe durch das Mittelmeer benötigt jedoch noch neue unerprobte technische Konzepte.

Wind und PV – Zwei Technologien ergänzen sich

Ein Tag im Sonner und ein Tag im Winter in der MENA Region in 2050. Wind und PV ergänzen sich, CSP deckt den weiteren Bedarf ab (Quelle: Dii). Es ist allgemein bekannt, dass der Wind nicht immer gleich stark weht. Im Gegenteil – die Stromerzeugung aus Windkraft kann äußerst volatil sein, d.h. die Einspeisung in das Stromnetz schwankt und muss durch andere Erzeugungsarten kompensiert werden, damit die Frequenz im Stromnetz stabil bleibt.

Diese wird in der Regel durch die Flexibilität konventioneller Kraftwerkskapazitäten sichergestellt. Es ist jedoch zu beobachten, dass gerade in der MENA-Region an einigen Standorten die Windstärke tagsüber geringer ist als in den Morgen- und Abendstunden oder sogar nachts.

Da tagsüber Strom aus Photovoltaik weitestgehend zuverlässig produziert werden kann, natürlich abhängig von der Überschattung durch Staub, Sand oder Wolken, können sich so zwei Technologien für Erneuerbare Energien hervorragend ergänzen.

Dies bedeutet nicht zwangsläufig, dass beide Anlagen an einem gleichen Standort stehen müssen, sondern sollten so ausgewählt werden, dass die Ausbeute am größten und die Beeinflussung des Stromnetzes am geringsten ist.

Der Vorteil einer solchen Kombination ist offensichtlich – die Einspeisung aus Erneuerbaren Energien kann so über einen ganzen Tag hinweg ermöglicht werden.

 

 

Theoretischer Flächenbedarf für solarthermische Anlagen in der Sahara

Die Sonneneinstrahlung in der Sahara ist bis zu 2,5 mal höher als in Deutschland. Wie wenig Fäche theoretisch nötig wäre, um Deutschland oder sogar die ganze Welt mit Strom zu versorgen, erfahren Sie hier.

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