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Windkraft: Dieses Solarkraftwerk produziert auch nachts Strom

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Fallwindkraftwerke in den USA: Strom aus Luft

07.05.2014, 17:00 Uhr | hda, Spiegel Online

Windkraft:  (Quelle: Solar Wind Energy Tower)

Fallwindkraftwerk von Solar Wind Energy (Zeichnung): An der Spitze des Turms wird Wasser versprüht. Verdunstung kühlt die Luft ab, diese sinkt schnell nach unten und treibt die Turbinen am Boden an. (Quelle: Solar Wind Energy Tower)

Wärme, Wasser, ein riesiger Turm, Turbinen: Mit einem Fallwindkraftwerk will eine US-Firma in vier Jahren Ökostrom produzieren. Es nutzt die Sonnenenergie - auch wenn es dunkel ist.

Solarkraftwerke haben einen großen Schwachpunkt: Nachts, wenn die Sonne nicht mehr scheint, produzieren sie keinen Strom. Zwar gibt es Möglichkeiten, die tagsüber gewonnene Energie zu speichern - beispielsweise durch Elektrolyse von Wasser oder in heißem Sand. Doch diese Umwandlung ist aufwendig, nicht verlustfrei und verteuert den Sonnenstrom.

Solarkraftwerk könnte rund um die Uhr Energie erzeugen

Doch es gibt Solarkraftwerke, die im Prinzip rund um die Uhr elektrische Energie erzeugen können. Sogenannte Fallwindkraftwerke nutzen die Tatsache, dass heiße Luft beim Abkühlen schwerer wird, weil ihre Dichte steigt. Ein Fallwindkraftwerk besteht aus einem hohen Turm, an dessen Spitze Wasser versprüht wird. Beim Verdunsten entzieht das Wasser der Luft Wärme. Die mit rund 80 km/h nach unten sinkende Luft treibt Turbinen am Boden an.

Ein solches Kraftwerk will die Firma Solar Wind Energy Ltd. bis zum Jahr 2018 in San Luis im US-Staat Arizona errichten. Einen Vorvertrag zum Kauf von 600 Hektar Land habe man bereits unterzeichnet, teilte das Unternehmen mit. Außerdem wurde ein Vertrag mit der Stadt San Luis geschlossen, in dem diese die Lieferung von Wasser über einen Zeitraum von 50 Jahren zusichert.

1.000 Meter hoher Turm

Fallwindkraftwerke ähneln Aufwindkraftwerken, nur dass hier die Luft in umgekehrter Richtung strömt. Bei Aufwindkraftwerken heizt die Sonne Luft am Boden auf, die dann mit großer Geschwindigkeit durch einen schmalen Turm nach oben strömt und dabei eine Turbine antreibt.

Windkraft: Dieses Solarkraftwerk produziert auch nachts Strom.  (Quelle: Solar Wind Energy Tower)Prinzip Fallwindkraftwerk: Die absinkende Luft soll Geschwindigkeiten bis 80 km/h erreichen.

Die Idee des Fallwindkraftwerks ist fast 40 Jahre alt - im großen Maßstab umgesetzt wurde sie allerdings bislang noch nicht. Die Türme müssen gigantisch groß sein, um einen akzeptablen Wirkungsgrad zu erreichen, der trotzdem nur bei knapp drei Prozent liegt. In Projektbeschreibungen ist von tausend Metern Höhe und einem Durchmesser von 400 Metern die Rede - eine technologische wie finanzielle Herausforderung. Ein Fallwindkraftwerk mit einer Leistung von bis zu tausend Megawatt wäre eine Milliardeninvestition - und noch hat niemand bewiesen, dass die Technologie tatsächlich zuverlässig funktioniert. Zum Vergleich: Größere Atomkraftwerke in Deutschland haben eine Leistung von bis zu 1500 Megawatt.

Turm soll 435 Megawattstunden Energie pro Stunde liefern

Nach Angaben von Solar Wind Energy Ltd. soll der Turm in San Luis 435 Megawattstunden Energie pro Stunde liefern. Dies entspricht einer durchschnittlichen Leistung von etwa 40 Kilowatt und liegt damit weit unterhalb moderner Windkraftanlagen, die bei starkem Wind mehr als tausend Kilowatt (= ein Megawatt) erreichen. Die Kosten pro Kilowattstunde sollen um zwei Drittel kleiner sein als bei herkömmlicher Solarenergie, erklärt die Firma. Etwa ein Drittel bis die Hälfte der erzeugten Energie wird benötigt, um das Wasser im Turm nach oben zu pumpen. An Standorten für Fallwindkraftwerke muss es ganzjährig heiß und trocken sein - gleichzeitig werden große Wassermengen benötigt.

USA: Größte Solarkraftwerk der Welt hat Betrieb aufgenommen

Um Strom aus Sonnenlicht zu produzieren, werden meist Photovoltaikzellen eingesetzt. Deren Preise sind in den vergangenen Jahren dramatisch gefallen, deshalb ist damit erzeugter Strom inzwischen sehr günstig. Solarthermische Kraftwerke funktionieren anders. Sie fokussieren das Sonnenlicht mit Spiegeln und wandeln die entstehende Wärme anschließend in Strom um.

In der Mojave-Wüste im Westen der USA hatte im Februar das größte Solarkraftwerk der Welt den Betrieb aufgenommen. Die Anlage besteht aus über 300.000 drehbaren Spiegeln (Heliostaten), die kreisförmig um drei 140 Meter hohe Solartürme positioniert sind. Die Heliostaten bündeln das Sonnenlicht und heizen auf diese Weise die Receiver an der Spitze der Solartürme auf bis zu tausend Grad Celsius auf.

Quelle: hda, Spiegel Online


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