Neuer DLR-Solarturm: Wasserstoff erzeugen, solarthermische Kraftwerke weiterentwickeln
- Der neue DLR-Multifokusturm bietet die Möglichkeit, auf drei Versuchsebenen gleichzeitig Technologien zur Nutzung konzentrierter Sonnenstrahlung zu testen.
- Solarthermie spielt eine Schlüsselrolle in der globalen Energiewende und zur Bereitstellung von Kraftstoffen für innovative Antriebe für den Personen- und Güterverkehr.
- Schwerpunkte: Energie, Verkehr, Solarforschung, Wasserstofferzeugung, solarthermische Kraftwerke
Am 10. Juli 2020 eröffnet das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) am Standort Jülich mit dem Multifokusturm eine neue Anlage zur Solarforschung. Er kann parallel zum bereits bestehenden Solarturm Jülich betrieben werden und bietet auf drei Versuchsebenen hochflexible Testmöglichkeiten für Technologien zur Nutzung von konzentrierter Sonnenstrahlung. Mit dem zweiten Solarturm intensiviert das DLR die solarthermische Forschung.
"Solarthermische Kraftwerke sind ein wichtiges Element in einem zukünftigen Energiesystem ohne fossile Brennstoffe. Die Einsatzmöglichkeiten von Solarthermie sind vielfältig: von Kraftwerken, die Strom und Wärme erzeugen, über kostengünstige Wärmespeicher und Anlagen, die Wasserstoff aus Wasser abspalten", sagt Prof. Karsten Lemmer, DLR-Vorstand für Energie und Verkehr. "Mit dem zweiten DLR-Solarturm können gemeinsame Forschungsaktivitäten von Wissenschaft und Industrie jetzt deutlich an Tempo gewinnen."
Zur feierlichen Einweihung begrüßt das DLR am Standort Jülich unter den geladenen Gästen Prof. Andreas Pinkwart, Minister für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen, der betont: "Die Bedeutung der Anlage reicht weit über Nordrhein-Westfalen hinaus. Sie dient als Pilotanlage für Kraftwerke in Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung wie beispielsweise Südeuropa und Nordafrika. Die Forschungen des DLR zu solarthermischen Kraftwerken in Jülich bieten wertvolle Erkenntnisse für das Energiesystem der Zukunft: Durch erneuerbare Energien erzeugter Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe liefern wichtige Beiträge für klimagerechte Anwendungen im Güter- und Schwerlastverkehr."
Die Nachfrage nach Versuchskapazitäten ist über die Jahre immer weiter gestiegen, darum reicht die Kapazität des ersten Solarturms bereits seit längerer Zeit nicht mehr aus. Im neuen Multifokusturm gibt es drei Testebenen, auf denen zeitgleich Versuche stattfinden können. Dabei ermöglicht eine neue Betriebssoftware die parallele Bestrahlung aller drei Ebenen. Das spart Zeit – auch dadurch, dass während des Auf- und Abbaus die Versuche auf den anderen Etagen weiterlaufen können.
Wasserstofferzeugung, solarthermische Kraftwerke und Treibstoffe aus Sonnenlicht
Für alle drei Ebenen sind bereits Experimente in Vorbereitung. Einer der Schwerpunkte wird Forschung zur Wasserstofferzeugung als wichtige Komponente eines nachhaltigen Energiesystems von morgen sein. Dazu sind effiziente und vor allem skalierbare Technologien nötig. Wasserstoff ist nur einer der Ausgangsstoffe, aus denen sogenannte Solar Fuels hergestellt werden können. Das sind CO₂-neutrale Alternativen zu herkömmlichen Treibstoffen aus fossilen Ressourcen.
Ein weiterer Schwerpunkt der Forschung sind verlustarme und preisgünstige Wärmespeichermaterialien. Die DLR-Solarforschung arbeitet zum Beispiel an keramischen Partikeln und Flüssigsalz als Speichermedien für Solarkraftwerke.
Im Energie- und Mobilitätssektor wird mit einer zunehmenden Nutzung von Wasserstoff auch die Nachfrage nach den Technologien zu seiner Herstellung weltweit steigen. Solche Technologien hierzulande bis zur Marktreife zu entwickeln, stärkt den Wirtschaftsstandort Deutschland.
Solarforschung am DLR-Standort Jülich
Am Standort Jülich betreibt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) eine weltweit einzigartige Infrastruktur für Experimente mit Hochtemperaturwärme aus Sonnenenergie. Hier arbeiten rund 30 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des DLR-Instituts für Solarforschung. Forschungsschwerpunkte sind Komponenten, Technologien und Systeme für solarthermische Kraftwerke. Ziel ist, Solarturmtechnologien weiter zu entwickeln, hin zu höheren Temperaturen und besserer Effizienz, um unter anderem die Stromgestehungskosten zu senken. Ein weiterer Schwerpunkt sind Prozesse für die Herstellung von solaren Brennstoffen, zum Beispiel Wassersoff.
Bereits seit 2011 wird der erste Solarturm ausschließlich für Forschungszwecke genutzt. 2017 eröffnete das DLR die Anlage Synlight, die solare Bestrahlungstests unabhängig von der vorhandenen natürlichen Solarstrahlung unter konstanten Bedingungen ermöglicht. Mit 149 Hochleistungsstrahlern und einer maximal möglichen Leistung von 380 Kilowatt ist Synlight die größte künstliche Sonne der Welt.
Der Bau des neuen Multifokusturms wurde vom Land Nordrhein-Westfalen mit 5,3 Millionen Euro und dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit über einer Million Euro gefördert.