Solarenergie kann nicht kontinuierlich erzeugt werden – nachts gar nicht und tagsüber nur dann, wenn die Sonne möglichst lange scheint. Energiespeicher spielen daher eine wichtige Rolle, wenn die Energiewende funktionieren soll. Forschende der Universität wollen überschüssige Solarenergie aus solarthermischen Kraftwerken in Vulkanasche speichern, damit Solarstrom auch nachts fließen kann.
So sieht es aktuell aus
In solarthermischen Kraftwerken wird die Sonnenwärme durch Spiegel gebündelt. Turmkraftwerke erreichen dabei Temperaturen von über 600 Grad Celsius. Diese Wärmeenergie wird an einen Wasser-Dampf-Kreislauf abgegeben, in dem ein Turbogenerator zur Stromerzeugung integriert ist.
Um auch nachts oder bei bewölktem Himmel Strom erzeugen zu können, muss ein Teil der Sonnenwärme gespeichert werden. Das geschieht heute in riesigen Tanks mit flüssigem Salz. Doch diese Methode hat Nachteile. Flüssigsalz ist korrosiv und kann Lecks verursachen, deren Reparatur Millionen kosten kann, wie jüngst beim marokkanischen Solarkraftwerk Noor III. Außerdem wird der Speicher irreversibel beschädigt, wenn die Temperatur unter ein bestimmtes Niveau sinkt.
Vulkanasche ist der bessere Energiespeicher
Vulkanasche hat nicht die Probleme, die man von flüssigem Salz kennt. Sie kann ohne bleibende Schäden auf mehrere hundert Grad Celsius erhitzt und wieder auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden. Obwohl die Kapazität pro Volumeneinheit etwas geringer ist als bei Flüssigsalz, bleibt Vulkanasche auch nach vielen Zyklen intakt. Zudem ist Asche kostengünstig verfügbar.
Die Sonnenwärme wird in Form von Dampf durch mäandernde Rohre geleitet, die den gut isolierten Aschespeicher durchziehen. Scheint die Sonne nicht, kehrt sich der Prozess um: Wasser, das durch die Rohre gepumpt wird, nimmt die gespeicherte Wärme auf und wird zu Dampf, der den Turbogenerator antreibt. Diese Speicher sind in der Regel für einen sechsstündigen Volllastbetrieb ausgelegt, um die sonnenarme Zeit zu überbrücken.
Da immer mehr Solar- und Windstrom in die Netze eingespeist wird, entstehen bei Windstille und Sonnenschein immer größere Stromlücken. Um diese Lücken zu füllen, werden meist fossile Kraftwerke eingesetzt, die Schadstoffe und CO2 freisetzen. Wärmespeicher auf der Basis von Salz oder Asche bieten hier umweltfreundliche Alternativen und könnten die Stromversorgung nachhaltiger machen.