«Facettenauge» liefert Strom

Illias Hischier; Foto: © Daniel Reichenbach, element p GmbH, 2011

«swisselectric research award 2011»

Kostengünstiger Strom aus Sonnenenergie: Der Maschinenbauingenieur Illias Hischier hat einen Sonnenstrahlempfänger entwickelt, der die aufgenommene Energie über eine Gasturbine für die hocheffiziente Stromerzeugung nutzt. Die Kombination von Sonnenenergie mit fossilen Brennstoffen ermöglicht eine konstante Stromproduktion und verringert die Kosten. Hischier hat den Empfänger als Doktorand an der ETH Zürich in Zusammenarbeit mit dem Paul Scherrer Institut und ALSTOM Schweiz entwickelt. Er erhält dafür den «swisselectric research award 2011».

Strom aus erneuerbaren Energien, der bedarfsgerecht erzeugt werden kann: Mit Sonnenenergie betriebene Gasturbinen könnten diesbezüglich künftig eine Lösung sein. Notwendig dafür ist ein leistungsfähiger Empfänger für die Sonnenenergie, ein sogenannter Solar-Receiver. Er heizt verdichtete Luft mittels konzentrierter Sonnenstrahlung auf. Die heisse Luft wird anschliessend einer Gasturbine zugeführt, die schliesslich den Strom produziert.

Der von Illias Hischier entwickelte Receiver erhitzt die Luft auf Temperaturen bis zu 1‘300°C. Hischier verwendet einen porösen Keramikschaum, der die Wärme optimal an die Luft überträgt. Der Forscher testete den Receiver bereits erfolgreich am Paul Scherrer Institut (PSI) und im Feldversuch am Weizmann Institut (WIZ) in Israel. In der Praxis könnte die Erfindung in einem 50-Megawatt-Solarturmkraftwerk zum Einsatz kommen. Ein derartiger Turm ist mit 500 Receivern bestückt, die wie die Facetten eines Insektenauges angeordnet sind. Sie nehmen die Strahlung von Spiegeln auf, sogenannten Heliostaten, die im Umkreis von 500 m stehen und sich automatisch an der Sonne ausrichten.

Die experimentell bestätigten Resultate mit dem neu entwickelten Receiver lassen hoffen, dass solar betriebene Gaskraftwerke künftig in sonnenreichen Gebieten einen wichtigen Beitrag für eine sichere Stromversorgung leisten können. Die Kombination von Sonnenenergie mit fossilen Brennstoffen ermöglicht eine stetige Stromproduktion, erhöht die Effizienz und verringert die Kosten. Die Verbindung der Technologien drosselt den Verbrauch von endlichen Ressourcen, verringert die CO₂-Emissionen und leistet einen Beitrag zur stärkeren Nutzung der erneuerbaren Energien.

Illias Hischier (Jahrgang 1981) hat an der ETH Zürich Maschineningenieurwissenschaften studiert. Anschliessend hat er am Institut für Energietechnik der ETH Zürich bei Aldo Steinfeld promoviert. Die Entwicklung des Solarrecievers in Zusamenarbeit mit dem Labor für Solartechnik des Paul Scherrer Instituts und ALSTOM Schweiz war Inhalt seiner Doktorarbeit.

Text auf Grundlage der Medienmitteilung von swisselectric