Solarteiche. Schema, Beschreibung

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Solarthermische Kraftwerke. Solarteiche. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen

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Weder fokussierende Spiegel noch Solarzellen können nachts Strom erzeugen. Dazu muss die tagsüber anfallende Sonnenenergie in Wärmespeichern gespeichert werden. Dieser Prozess findet auf natürliche Weise in den sogenannten Solarteichen statt.

Solarteiche haben eine hohe Salzkonzentration in den unteren Wasserschichten, eine nicht konvektive mittlere Wasserschicht, in der die Salzkonzentration mit der Tiefe zunimmt, und eine konvektive Schicht mit niedriger Salzkonzentration an der Oberfläche. Sonnenlicht fällt auf die Teichoberfläche und die Wärme wird aufgrund der hohen Salzkonzentration in den unteren Wasserschichten gespeichert. Wasser mit hohem Salzgehalt, das durch die vom Teichboden absorbierte Sonnenenergie erhitzt wird, kann aufgrund seiner hohen Dichte nicht aufsteigen. Es verbleibt am Grund des Teiches und erwärmt sich allmählich, bis es fast kocht (während die oberen Wasserschichten relativ kalt bleiben).

Die heiße Boden-„Sole“ wird Tag und Nacht als Wärmequelle genutzt, wodurch eine spezielle Turbine mit organischem Kühlmittel Strom erzeugen kann. Die mittlere Schicht des Solarteichs dient als Wärmedämmung und verhindert so Konvektion und Wärmeverlust vom Boden an die Oberfläche. Der Temperaturunterschied zwischen dem Boden und der Oberfläche des Teichwassers reicht aus, um den Generator anzutreiben. Das durch die Rohre durch die untere Wasserschicht geleitete Kühlmittel wird weiter in das geschlossene Rankin-System geleitet, in dem eine Turbine rotiert, um Strom zu erzeugen.

Solarthermische Kraftwerke. Solarteiche
1 – hohe Salzkonzentration, 3 – mittlere Schicht, 3 – niedrige Salzkonzentration

Dieser Kraftwerkstyp wurde in Beit Ha'Arava (Israel) in der Nähe des Toten Meeres getestet. Israel ist weltweit führend bei der Nutzung von Salzsolarteichen. Ormat Systems Inc. installierte mehrere solcher Systeme im Toten Meer.

Solarthermische Kraftwerke. Solarteiche

Der größte von ihnen hat eine Leistung von 5 MW. Ein 20 Hektar großer Teich wandelt Sonnenlicht mit einem Wirkungsgrad von etwa 1 % in Strom um. Die unteren Wasserschichten eines Teiches haben eine sehr hohe Dichte. Obwohl der Solarteich mehrere Jahre lang erfolgreich betrieben wurde, musste er 1989 aus wirtschaftlichen Gründen geschlossen werden. Der größte Solarteich der USA ist 0,3 Hektar groß und liegt in El Paso, Texas. Es ist seit seiner Eröffnung im Jahr 1986 ununterbrochen in Betrieb. Es treibt einen 70-Kilowatt-Rankine-Turbogenerator und eine Entsalzungsanlage mit einer Kapazität von 20 Litern pro Tag an und versorgt eine nahegelegene Lebensmittelfabrik mit Prozesswärme.

Die Wassertemperatur im Teich kann über 90 °C erreichen und gehalten werden°C in der Wärmespeicherzone. Bei Spitzenlast ist diese Anlage in der Lage, mehr als 100 kWh Strom pro Stunde zu produzieren, und die Menge an entsalztem Trinkwasser beträgt mehr als 350000 Liter pro Tag. In den fünf Betriebsjahren hat die Anlage über 50000 kWh Strom erzeugt.

In Miamisburg (Ohio, USA) wurde ein künstlicher Salz-Solarteich gebaut. Es dient zur Beheizung des städtischen Schwimmbades und des Ferienhauses.

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