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Solarthermische Kraftwerke - Facharbeit

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Geo Sciences

University, School

Akademisches Gymnasium Linz

Grade, Teacher, Year

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Solarthermische Großkraftwerke Matrikelnummer: Esslingen am Neckar, 08.12.2010 Inhaltsverzeich­nis­ 1. Zusammenfassung­. 2 2. Solarthermische Kraftwerke mit Bündelung der Direktstrahlung­. 3 2.1 Solarfarmkraftw­erk­e. 4 2.2 Parabolrinnenkr­aft­werke. 5 2.3 Solarturmkraftw­erk­e. 6 2.4 Paraboloidkraft­wer­ke. 7 3. Solarthermische Kraftwerke ohne Bündelung der Direktstrahlung­. 8 3.1 Thermikkraftwer­ke.­ 8 3.2 Solarteichkraft­wer­ke. 9 4. Arbeitsmedium Wasserdampf 10 5. Quellenverzeich­nis­.…
5.2. Fazit Durch die Lehrveranstaltu­ng Fallstudie wurde das zuvor theoretisch gesammelte Wissen durch eine praktische Umsetzung fundiert. Es konnten eigene Erfahrungen im Umgang mit einem Software Projekt gesammelt werden, die nicht durch theoretisches Wissen erlangt werden können. Sowohl die Aufgaben und deren Zusammenhänge wie auch grundlegende Probleme wurden erkannt. Dabei konnte die Notwendigkeit des methodischen Vorgehens näher gebracht und die Vorgehensweise bei Anwendung der Konzepte der Unified Modeling…
Solarthermische Kraftwerke - Facharbeit

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 2

2 Grundlagen 2

2.1 Allgemeine Funktionsweise 2

2.2 Vorteile gegenüber Photovoltaik 2

2.3 Verschiedene Modelle 2

2.4 Geeignete Standorte 3

2.5 Defizite 3

3 Parabolrinnensystem 3

3.1 Genaue Funktionsweise 3

3.2 Geschichte 4

4 Deckung des Energiebedarfs 4

5 Ausblick und Fazit 4

6 Literaturverzeichnis 5

6.1 Quellenverzeichnis 5

6.2 Zitatquellenverzeichniss 7

7 Anhang 8

7.1 Bilder 8

7.2 Tabellen 13

Abbildung 5: Verbreitung von Solarthermischen Kraftwerken < elektronisches Dokument 13

7.3 Statistiken 14

8 Erklärung der selbstständigen Anfertigung 16


1 Einleitung

Atomkraftwerke gefährden die Umwelt und die Entsorgung ihrer Endprodukte ist äußerst kompliziert. Die fossilen Brennstoffe wie Kohle und Erdöl gehen zu neige und werden immer teurer.

Zudem belastet der Abbau von Erdöl die Umwelt zusätzlich und die Katastrophen wie die im Golf von Mexiko oder der Katastrophe vor Neu Seeland zeigen wie gefährlich Öl für die Umwelt, insbesondere der Meere und ihrer Bewohner, ist.

Gäbe es Möglichkeiten weitgehend auf Atomkraft und Fossile Brennstoffe zu verzichten, wäre dies eine enorme Erleichterung für die Umwelt und somit auch für uns.

Ziel dieser Facharbeit wird sein, aufzuzeigen wie man mithilfe von Sonnenlicht genug Energie gewinnen kann, ohne die Umwelt allzu stark zu belasten. Wir erläutern hauptsächlich das Prinzip des Parabolrinnensystems, welches eine Methoden ist, Sonnenenergie effizient zu nutzen.


2 Grundlagen

2.1 Allgemeine Funktionsweise

Solarthermische Kraftwerke funktionieren, indem man die Sonneneinstrahlung über Spiegel in einem Absorberrohr1 bündelt.

Eine Flüssigkeit, wie zum Beispiel Thermoöl2, verläuft in dem Absorberrohr und wird erhitzt, um eine Turbine anzutreiben, welche Strom produziert. (Abb. 3) [9]


2.2 Vorteile gegenüber Photovoltaik3

Ein großer Vorteil von Solarthermischen Kraftwerken gegenüber Photovoltaikanlagen ist, dass die Energie besser verwertet werden kann, da bei Photovoltaikanlagen nur ein Bruchteil, der eingestrahlten Sonnenenergie effizient genutzt werden kann. [1]


2.3 Verschiedene Modelle

Man unterscheidet zwischen Solarfarmkraftwerken und Solarturmkraftwerken, welche auch Paraboloidkraftwerke genannt werden. Zu den Solarfarmkraftwerken zählen Parabolrinnenkraftwerke und Fresnel-Kollektoranlagen. Sie werden Solarfarmkraftwerke genannt da sie eine große Fläche brauchen wo mehrere Parabolrinnen- oder Fresnel-Kollektoren4 zusammen geschaltet werden.

Bei Solarturmkraftwerken werden mehrere tausend Spiegel auf einen Punkt, der Spitze des Turmes gerichtet wo Temperaturen von mehreren 1000°C erreicht werden können. Dort wird ein Wärmeträgermedium erhitzt welches wieder eine Turbine antreibt. Bei den Paraboloidkraftwerken sind die Spiegel auf Achsen .....[read full text]

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In den Absorberrohren wird die Sonneneinstrahlung die von den Spiegeln konzentriert wurde in wärme umgesetzt welche an die in den Absorberrohren verlaufende Flüssigkeit abgegeben wird. Somit wird die Flüssigkeit auf sehr hohe Temperaturen erhitzt, sodass sie eine Turbine antreiben kann welche Strom gewinnen kann.

Die Flüssigkeit Zirkuliert in den Rohren und kann immer wieder verwendet werden. [8] [9]


3.2 Geschichte

Schon 1912 wurden in Ägypten Parabolrinnen verwendet um Dampfturbinen anzutreiben. Die fünf Parabolrinnen hatten jeweils eine Länge von 65 und die Spiegel hatten eine Breite, also der Durchmesser der Parabolspiegel von vier Metern. Die gesamte Oberfläche der Spiegel betrug 1200m².

1916 wollte der Deutsche Reichstag in Deutsch-Südwest-Afrika5 ein Parabolrinnensystem aufbauen,welches allerdings durch den Ersten Weltkrieg und das Erdölzeitalter nie umgesetzt wurde.

In Südkalifornien ging 1984 ein solarthermisches Kraftwerk ans Netz und der kommerzielle Betrieb begann.

In Marokko, Mexiko, Algerien und Ägypten werden ebenfalls Kraftwerke errichtet die anschließend ans Netz geschlossen werden.

In Andalusien wurden von 2007 bis 2009 die in Europa größten Solarthermischen Kraftwerke .....

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Alles in allem sollte man an bei erneuerbaren Energien weiter forschen, da Atomkraftwerke heute zwar relativ sicher sind aber wie Fukushima7 beweist dennoch gefährlich sind und sehr stark Umweltbelastend sind. Fossile Brennstoffe sind da auch keine gute Alternative da sie irgendwann zu neige gehen und in der Umwelt große Schäden anrichten können.

Solarthermische Kraftwerke hätten auch Vorteile für Verbraucher, insbesondere den Ansässigen wie im Fall des Projektes in der Sahara, dauerhaft kostengünstigen Strom zu erhalten und den technologischen Fortschritt in den relativ armen Staaten die an die Sahara grenzen helfen.

Denn „[ .] Solarstromerzeugung in der Sahara ist ein Ansatz für die dortigen Staaten. Wenn sie den Strom selber nutzen, und die EU ihnen dabei angemessen hilft, haben sie die unmittelbare Chance zu dauerhaft kostengünstiger Stromerzeugung.“(2)

Unser Fazit aus dieser Facharbeit ist das, dass wenn wir keine neuen Technologien im Bereich erneuerbarer Energien entwickeln unsere Umwelt immer mehr zerstören.


6 Literaturverzeichnis

6.1 Quellenverzeichnis

[1]

Spiegel

2009 Solarthermische Kraftwerke < > elektronisches Dokument, Zeitschriftartikel [08.11.2011]


[2]

Solar Millennium AG

2011 Fakten zu Solarthermischen Kraftwerken

< > elektronisches Dokument [08.11.2011]


[3]

Solar Millennium AG

2011 Parabolrinnenkraftwerke

< > Elektronisches Dokument [15.11.2011]


[4]

Solar Millennium AG

2011 Fakten zur Parabolrinnen Technologie

< > elektronisches Dokument [15.11.2011]


[5]

Zeit

2009 Strom aus der Sahara Sonnenenergie aus deutscher Hand

< > elektronisches Dokument, Zeitsc.....

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< > elektronisches Dokument



Abbildung 2: Regionale Strahlungsleistung der Sonne im Jahresdurchschnitt

< > elektronisches Dokument


A
bbildung 4: Funktionsweise von Parabolspiegeln

< > elektronisches Dokument


A
bbildung 3: Funktionsweise des Parabolrinnensystems

< > elektronisches Dokument


A
bbildung 4: Funktionsweise von Fresnelspiegeln

< > elektronisches Dokument

7.2 Tabellen

Name

Standort

Technologie

Leistung
in MW

Jahres-
produktion
in GWh

Wärme-
träger

Speicher
/Backup

Produktions-
start

Alvarado 1


Spanien

Parabolrinne

50

105

Thermoöl

ohne

2009

Andasol 1-3


Spanien

Parabolrinne

150

474

Thermoöl

Salz, 7.5h

2008-2011

Central Solar Termoelectrica La Florida


Spanien

Parabolrinne

49,9

175

Thermoöl

Salz 7.5h

2010

Extresol 1,2


Spanien

Parabolrinne

100

316

Thermoöl

Salz 7.5h

2009,2011

Gemasolar Thermosolar Plant


Spanien

Turm

19,9

110

Salz

Salz, 15h

2011

Ibersol


Spanien

Parabolrinne

50

103

Thermoöl

ohne

2009

La Dehesa

Spanien

Parabolrinne

49,9

175

Thermoöl

Salz 7.5h

2011

Lebrija 1


Spanien

Parabolrinne

49,9

120

Thermoöl

Thermoöl

2010

Majadas 1


Spanien

Parabolrinne

49,9

104,5

Thermoöl

k.A.

2010

Manchasol-1


Spanien

Parabolrinne

49,9

158

Thermoöl

Salz 7.5h

2011

Martin

Next Generation Solar

Energy Center


Vereinigte Staaten

Parabolrinne

75

155

Thermoöl (vermutlich)

k.A.

2011

Nevada Solar One


Vereinigte Staaten

Parabolrinne

75

134

Thermoöl

Dampf, 0.5h

2007

Palma del Rio II


Spanien

Parabolrinne

50,0

114,5

Thermoöl

k.A.

2010

Planta Solar 10 (PS10)


Spanien

Turm

11

23,4

Dampf

ohne

2007

Planta Solar 20 (PS20)


Spanien

Turm

20

48

Dampf

Gas

2009

Puerto Errado 2


Spanien

Fresnelkollektor

30

49

Dampf

Dampf

2012

Solar Electric Generating Station (SEGS) I-9


Vereinigte Staaten

Parabolrinne

353,8

654,6

Thermoöl

Gas

1984-1990

Solnova 1,3,4


Spanien

Parabolrinne

150

340

Thermoöl

ohne

2009

Abbildung 5: Verbreitung von Solarthermischen Kraftwerken < > elektronisches Dokument


7.3 Statistiken


Abbildung 6: Solarthermische Kraftwerke im Bau. Stand: Januar 2011

< > elektronisches Dokument


Abbildung 7: Betriebsergebnisse der Parabolrinnenkraftwerke in Kalifornien

< ./et-3-sw.doc> elektronisches Dokument


Abbildung 8: Zubau solarthermischer Kraftwerke im Rahmen des Markteinführungsprogramms

< ./et-3-sw.doc>.....

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