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Sonnenkraftwerk Megalim, Israel

Wie erzeuge ich mit Sonne Strom?

In einem Solarturmkraftwerk wird aus Sonnenstrahlung elektrische Energie, also Strom. Folgendes Modell aus dem Deutschen Museum in München zeigt das Kraftwerk Eurelios auf Sizilien.

Modell Kraftwerk Eurelios, © Deutsches Museum

Im Prinzip funktioniert das Solarkraftwerk ähnlich wie der Solarkocher, mit dem wir Nudelwasser erhitzt haben. Nur geht es noch ein paar Schritte weiter: die Energie der Sonne wird in einem aufwendigen Prozess zu Strom.

Dabei ganz wichtig: Energie kann nicht erzeugt oder vernichtet werden. Sie kann nur umgewandelt werden.

Bei der Umwandlung ändert sich die Form. Es gibt etwa kinetische (Bewegungsenergie), potentielle (Höhenenergie), Spann-, elektrische, chemische, thermische-, Kern- und Strahlungs-Energie. In welcher Reihenfolge treten die Energieformen und Umwandlungen nun aber in einem Solarturmkraftwerk auf?

Und das ist der Grund: In der Sonne wird durch Kernfusion Strahlungsenergie frei. Die Spiegel auf dem Feld reflektieren die Sonnenstrahlung und bündeln sie auf die Spitze des Turms. Dort befindet sich ein Empfänger oder Kollektor, der die Sonnenstrahlung in Wärme umwandelt. Mit dieser thermischen Energie wird z. B. Wasser oder ein anderer Wärmeträger erhitzt. Hierbei entstehen sehr hohe Temperaturen! Der so entstehende Dampf treibt in einem geschlossenen Kreislauf eine Turbine an. Die Turbine setzt die thermische Energie in Bewegungsenergie um. Schließlich wandelt ein Generator die kinetische in elektrische Energie.

Leider wird nicht mal die Hälfte der eingefangenen Strahlungsenergie zu elektrischer Energie. Ein Teil geht etwa als Wärme in die Luft (Abwärme) oder es entsteht unerwünscht Wärme durch Reibung. Je mehr Umwandlungen passieren müssen, desto geringer ist die gewünschte Energie am Schluss. Wieviel Prozent von der hineingesteckten Energie nach dem Prozess noch nutzbare ist, sagt der sogenannte Wirkungsgrad.

Schon 1788 hat James Watt mit seiner Dampfmaschine auf die Kraft des Wasserdampfes eingesetzt. Er nutzte aber nicht die Sonnenenergie sondern verbrannte Kohle, um das Wasser zu verdampfen und Bewegungsenergie zu erzeugen.

Industrie-Dampfmaschine von James Watt. Inventar Nr. 37193 © Deutsches Museum, München

Die 17 Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen mit Erklärungen in leichter Sprache findest du HIER.
In diesem Beitrag wir das Nachhaltigkeitsziel 7 „bezahlbare und saubere Energie“ thematisch aufgegriffen.

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Abbildungsnachweis Titelbild: Megalim Power Plant Israel, Foto von Val Toch auf unsplash.com

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