Die Sonne liefert der Menschheit jeden Tag so viel Licht und Wärme, dass damit alle Energieprobleme gelöst werden könnten. Doch die Umwandlung der Sonnenstrahlen in Strom ist schwierig, bislang wird nur ein Bruchteil der Solarenergie verwertet. Eine Lösung, um die Sonnenkraft künftig effektiver nutzen zu können, liefern die Spezialisten von Schott Solar CSP GmbH aus dem oberpfälzischen Mitterteich (Landkreis Tirschenreuth). Mit einem neuen Produkt der Schott-Experten können riesige Sonnenkraftwerke im Mittelmeerraum und in den USA gebaut werden.

Diese Entwicklung hat auch die Jury des Deutschen Zukunftspreises überzeugt. Die Solar-Technologie aus Bayern gehört zu den drei Projekten, die in diesem Jahr für den renommierten Preis nominiert sind. Am 3. Dezember wird Bundespräsident Horst Köhler in Berlin das Sieger-Team küren.

Glasrohr mit einem Hochvakuum

Für den Mainzer Schott-Konzern sind Nikolaus Benz und Thomas Kuckelkorn im Rennen. Sie haben die sogenannten Receiver von solarthermischen Kraftwerken mit gleich mehreren Innovationen optimiert. Solch ein Receiver ist ein Glasrohr mit einem Hochvakuum. Darin ist ein Metallrohr montiert, in dem Thermo-Öl fließt. "Es ging uns darum, den Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit der Receiver zu verbessern", erklärt Benz.

Die Technik hat nichts mit den Photovoltaik-Anlagen zu tun, die auch auf Deutschlands Dächern montiert sind. Die Solar-Kraftwerke, für die Schott die Herzstücke liefert, können unter dem in hiesigen Breiten oft bedeckten Himmel gar nicht betrieben werden. Vielmehr sind die heißen Regionen in Spanien oder Nordafrika ideale Standorte, denn während Solarzellen auch bei bedecktem Himmel noch Strom liefern, brauchen diese Kraftwerke möglichst viel direkte Sonnenstrahlung.

Bei den Großkraftwerken stehen auf 80 bis 90 Kilometern Länge Parabolspiegel in Reihe und fokussieren die Sonnenstrahlen auf die zentral darüber montierten Receiver. Das in den Rohren zirkulierende Spezialöl wird auf 400 Grad Celsius erwärmt. Die Hitze wird dann über Wärmetauscher in Wasserdampf umgewandelt, mit dem dann herkömmliche Turbinen zur Stromproduktion betrieben werden können.

Technik vor 100 Jahren entwickelt

Obwohl die Technik schon vor etwa 100 Jahren von einem deutschen Ingenieur entwickelt wurde, wurden die ersten industriellen Anlagen erst in den 1980er Jahren bei Los Angeles gebaut. Die Receiver waren damals laut Benz recht mangelhaft. "Am Anfang waren die Ausfälle sehr hoch". Pro Jahr seien deutlich mehr als 5 Prozent defekt gewesen, später habe sich die Ausfallrate zwar auf 2,5 bis 3 Prozent reduziert. "Das ist aber immer noch deutlich zu viel", meint Benz.

Bei der Entwicklung der Schott-Receiver wurde deshalb besonders auf Haltbarkeit geachtet, sie sollen mindestens 20 Jahre halten. Zudem wurde die äußere Glashülle so beschichtet, dass 96 Prozent der Sonnenenergie durchdringen kann und nur etwa 4 Prozent der Strahlung reflektiert wird. Das innere Rohr erhielt eine Spezialbeschichtung, damit die Wärme fast vollständig an das Öl weitergegeben wird.

An Solarenergie führt kein Weg vorbei

Benz ist sich sicher, dass die Nachfrage nach dieser Technik noch deutlich steigen wird. "Letztlich wird am großen Ausbau von Solarenergie kein Weg vorbeiführen", glaubt der 48-Jährige. Im Moment sind eine Reihe von 50-Megawatt-Kraftwerken in Spanien im Bau. Solch ein Kraftwerk erzeugt rund 160 Millionen Kilowattstunden im Jahr. Damit könnten etwa 45.000 Haushalte in Deutschland mit elektrischer Energie versorgt werden. "Um den gleichen Strom konventionell zu erzeugen, müsste man 50.000 Tonnen Öl verbrennen, wobei 155 Millionen Kilogramm Kohlendioxid freigesetzt würden", rechnet Kuckelkorn vor.