Bitte wählen Sie ihr Lieferland und ihre Kundengruppe
Solarthermische Anlagen mit Parabolrinnenkollektoren in Kombination mit modernen Gas- und Dampfkraftwerken (GuD-Anlagen) werden derzeit an mehreren Standorten in sonnenreichen Gegenden geplant. Im allgemeinen wird dabei ein geringer solarthermischer Deckungsbeitrag von 5 bis 15 % anvisiert. In den letzten Jahren ist es aber auch zu erheblichen technischen Weiterentwicklungen der modernen Motorentechnik für die Stromerzeugung gekommen. Daher stellt sich die Frage, inwieweit bzw. unter welchen Randbedingungen die Kombination von motorischen Dieselkraftwerken und solarthermischen Kraftwerken nicht ebenfalls mittel- und langfristig eine kostengünstige Option sein kann. Gründe die für diese Kombination sprechen, sind u.a. die höheren Wirkungsgrade von Motoren im Vergleich zu Turbinen, das günstigere Teillastverhalten der Motoren sowie der Leistungsbereich der solarthermischen Kraftwerke (50 bis 150 MW). Diese Fragestellung wurde im Rahmen einer Studie untersucht. Dazu wurden zwei Grundkonzepte dargestellt, bei denen die im Motor anfallende Abwärme in einem Dampfkreislauf zur Vorwärmung und/oder Dampfüberhitzung genutzt wird. Im solarthermischen Anlagenteil sind Parabolrinnenkollektoren in Reihe und parallel geschaltet. Es wird ein Thermoöl erhitzt, welches in einem Wärmetauscher entweder Wasser verdampft oder Dampf überhitzt. Der in der Dampfturbine entspannte Dampf wird damit mit Hilfe solarer Strahlung und der nieder- und hochwertigen Abwärme des Dieselmotors erhitzt. Die Unterschiede der beiden Grundkonzepte haben ihre Ursache in der Höhe der Abgastemperaturen der Motoren. Es wurden verschiedene Untervarianten der beiden Konzepte untersucht und qualitativ analysiert. Dabei wurde die Berücksichtigung von Dampfspeichern im Dampfkreislauf, die Integration von Mischkammern für unterschiedliche Dampfmassenströme und die Wahl der Dampfturbine ebenso diskutiert wie die Unterschiede von Systemen mit und ohne Zusatzfeuerung und die Auswirkung der Fahrweise als Grundlast oder als Teilspitzenlastkraftwerk. Am Beispiel der Gegebenheiten eines Standortes in Ostafrika wurden beispielhafte Hybridsysteme vorausgelegt und einer Wirtschaftlichkeitsanalyse unterzogen.