Preiswürdig

Der Receiver ist das zentrale Bauteil eines Solarwärmekraftwerks. Auf ihn konzentrieren seine Spiegel das Sonnenlicht – in einem Parabolrinnen-Kraftwerk auf die bis zu 80-fache Intensität. Dabei muss der Receiver enorme Belastungen verkraften. Er muss daher aus sehr widerstandsfähigen Materialien bestehen und extrem stabil verarbeitet sein. Die Energieausbeute der Anlage hängt vor allem davon ab, wie effizient der Receiver die konzentrierte Solarstrahlung in Wärme umwandelt und diese an das Wärmeträgermedium weitergibt.

Für Parabolrinnen-Kraftwerke haben Ingenieure und Materialforscher der Mainzer Firma Schott Solar einen besonders robusten und effizienten Receiver entwickelt: Das Absorberrohr besteht aus einer Außenhülle aus speziellem Glas. Dieses Glas hat dieselben Ausdehnungseigenschaften wie das Metall, aus dem die Röhre in der gläsernen Hülle besteht. In der Röhre zirkuliert das Wärmeträgermedium – ein Thermoöl. Da sich Glas und Metall beim Erhitzen ähnlich stark ausdehnen, entstehen dort, wo beide Werkstoffe aneinandergrenzen, keine großen Spannungen. Das sorgt für eine lange Lebensdauer des Receivers.

Außerdem haben die Schott-Techniker neuartige Übergangselemente entwickelt, die sich besonders platzsparend anbringen lassen – so kann fast die komplette Oberfläche des Receivers zur Absorption der Solarstrahlung genutzt werden. Damit von der auftreffenden Strahlung möglichst wenig verloren geht, ist das gläserne Hüllrohr mit einer Antireflexbeschichtung mit Nano-Partikeln überzogen. An ihrer Entwicklung waren Wissenschaftler der TU Clausthal-Zellerfeld beteiligt. Zusätzlich sorgt eine – zusammen mit dem Freiburger Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme entwickelte – dünne Spezialschicht auf dem metallischen Absorberrohr für einen sehr hohen Wirkungsgrad bei der Energiewandlung.

Wegen der Bedeutung der Innovation hat die Jury des Deutschen Zukunftspreises die Schott-Entwickler Nikolaus Benz und Thomas Kuckelkorn 2008 für diesen renommierten Preis nominiert.