Konzentrierende Kollektoren / Solarthermie

Was sind konzentrierende Kollektoren?

Kon­zen­trie­ren­de Kol­lek­to­ren sind spe­zi­el­le Solar­kol­lek­to­ren, die Son­nen­strah­len mit­hil­fe von Spie­geln oder Lin­sen bün­deln, um sehr hohe Tem­pe­ra­tu­ren zu erzeu­gen. Sie gehö­ren zur soge­nann­ten kon­zen­trie­ren­den Solar­ther­mie und kom­men vor allem in indus­tri­el­len Anwen­dun­gen und solar­ther­mi­schen Kraft­wer­ken zum Ein­satz.

Wie funktionieren konzentrierende Kollektoren?

Anders als fla­che Kol­lek­to­ren, die das Son­nen­licht über eine gro­ße Flä­che gleich­mä­ßig absor­bie­ren, kon­zen­trie­ren die­se Sys­te­me das Licht auf einen klei­nen Bereich – den soge­nann­ten Absor­ber. Dort wird eine Wär­me­trä­ger­flüs­sig­keit stark erhitzt. Die ent­ste­hen­de Hoch­tem­pe­ra­tur­wär­me kann direkt genutzt oder in Dampf umge­wan­delt wer­den, um Tur­bi­nen zur Strom­erzeu­gung anzu­trei­ben.

Welche Typen konzentrierender Kollektoren gibt es?

• Para­bol­spie­gel­kol­lek­to­ren:
  Para­bo­lisch geform­te Spie­gel bün­deln das Son­nen­licht auf ein zen­tra­les Rohr mit Wär­me­trä­ger­flüs­sig­keit. Die­se Tech­nik ist beson­ders effi­zi­ent und weit ver­brei­tet.
• Fres­nel-Kol­lek­to­ren:
  Hier wird das Licht von meh­re­ren fla­chen, line­ar ange­ord­ne­ten Spie­geln auf ein gemein­sa­mes Absor­ber­rohr gelenkt. Die Bau­wei­se ist güns­ti­ger, aller­dings mit etwas gerin­ge­rer Effi­zi­enz.
• Solar­turm­kraft­wer­ke:
  Zahl­rei­che beweg­li­che Spie­gel (Helio­sta­ten) rich­ten das Son­nen­licht auf einen Recei­ver an der Spit­ze eines Turms. Dort ent­ste­hen Tem­pe­ra­tu­ren von über 1.000 °C – ide­al für Strom­erzeu­gung und che­mi­sche Pro­zes­se.

Wo werden konzentrierende Kollektoren eingesetzt?

Kon­zen­trie­ren­de Kol­lek­to­ren wer­den vor allem in son­nen­rei­chen Regio­nen mit hoher direk­ter Son­nen­ein­strah­lung ein­ge­setzt. Typi­sche Anwen­dungs­fel­der sind:

• Solar­ther­mi­sche Kraft­wer­ke
• Indus­tri­el­le Hoch­tem­pe­ra­tur­pro­zes­se
• Kraft-Wär­me-Kopp­lungs­an­la­gen
• Her­stel­lung sola­rer Treib­stof­fe

Durch die hohen Tem­pe­ra­tu­ren las­sen sich auch soge­nann­te sola­re Brenn­stof­fe wie Was­ser­stoff oder syn­the­ti­sches Methan erzeu­gen – eine viel­ver­spre­chen­de Tech­no­lo­gie für die Ener­gie­wen­de im Ver­kehrs- und Indus­trie­sek­tor.

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