Solar-Stirling
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In Solar-Stirling-Anlagen wird solarthermische Energie mit einem Stirlingmotor in mechanische Energie umgewandelt. Damit wird in der Regel in einem direkt angekoppelten Generator elektrische Energie erzeugt.
Solar-Stirling-Anlagen – wegen des schüsselförmigen Spiegels auch Dish-Stirling-Anlagen genannt – erreichen mit einem elektrischen Generator einen Wirkungsgrad von durchschnittlich etwa 20 %, womit sie, allerdings bei großem Aufwand, einen etwas besseren Wirkungsgrad der Stromerzeugung haben als Photovoltaik-Anlagen. Das ergab ein Experiment in Frankreich[1] . Mit einem Parabolspiegel von 8,5 m Durchmesser (Fläche 56,7 m²) wurde eine Nettoleistung von 9,2 kW erzielt, das entspricht einem Wirkungsgrad von 16 %. Mit modernen Technologien, etwa einer magnetischen Entkopplung der Kolben vom Abtrieb, kann der Wirkungsgrad (und die Lebensdauer) einer Solar-Stirling-Anlage jedoch auch noch deutlich gesteigert werden; ein Wirkungsgradweltrekord von 29,4% aus dem Jahr 1984 hatte lange Bestand, bevor er am 31. Januar 2008 von einer Serie-3 Anlage des Herstellers Stirling Energy Systems bei einem Versuch in den Sandia National Laboratories in New Mexico mit einem Wirkungsgrad von 31,25% gebrochen wurde. Werden die Stirlingmotoren, etwa durch eine Flüssigkeitskühlung, auch noch zur Warmwassergewinnung genutzt, kann sich der Gesamtwirkungsgrad auf über 70% erhöhen. Eine derartige Anlage befindet sich zurzeit in Israel im Bau.
Derartige Steigerungen des Wirkungsgrades haben diese Anlagen in letzter Zeit zu einer sehr ernsthaften Konkurrenz für fotovoltaische Anlagen werden lassen, die zum Erreichen eines passablen Wirkungsgrades teure, exotische und weltweit nur in sehr begrenzter Menge verfügbare Elemente und Rohstoffe benötigen. Diese können beim derzeitigen Stand der Technik am Ende der Lebensdauer der Solarzelle auch nicht kosteneffektiv recycelt bzw. wiedergewonnen werden.
Stirling Energy Systems baut deswegen zurzeit in San Bernardino County in der amerikanischen Mojave Wüste an ihrem Projekt Solar One, einer Anlage mit vorerst 20.000 Stirling Solar Dish Einheiten mit einer Leistung von insgesamt 500 Megawatt. Später soll die Anlage auf 34.000 Einheiten mit einer Gesamtleistung von 850 Megawatt erweitert werden.
Solar-Stirling-Anlagen können auch bei Bewölkung oder nachts betrieben werden, wenn eine andere Wärmequelle, wie zum Beispiel die Verbrennung eines Energieträgers wie Erdgas, eingesetzt wird. Weitere Anwendungen von Solar-Stirling-Anlagen könnten solare Kühlung oder Meerwasserentsalzung oder der Antrieb von Pumpen sein.
