Das aufblasbare Sonnenkraftwerk
Die Nutzung der Sonnenenergie ist in Zeiten des Klimawandels aktueller denn je. Nun setzen zwei Basler Energiepioniere in Wien die Idee um, die Hitze der Sonne mit einer aufblasbaren "Riesenwurst" einzufangen. 2016 soll sie auf den Markt kommen.
Bereits die Pilotanlage ist beeindruckend: 35 Meter lang und schnurgerade ist die aufgeblasene Wurst, mit einem Durchmesser von gut 2 Metern.
Auf dem Gelände des Dampfkraftwerks Dürnrohr bei Zwentendorf in Niederösterreich geniessen die Entwickler seit diesem März Gastrecht für ihre Testanlage.
Heliovis-Direktor Felix Tiefenbacher ist erfreut – und verärgert zugleich: Zwar haben am Morgen die Schweissnähte der aufblasbaren Anlage die Prüfung durch die Röntgenstrahlen der TÜV-Inspektoren erfolgreich überstanden.
Doch wegen dem Ausfall eines Relais war anschliessend nicht mehr genügend Druck in der Röhre, sie lag dadurch etwas locker in der Halterung – und prompt wurde durch eine Windbö die Aussenhaut verletzt.
Nun sind Ingenieure seiner Firma daran, die Relais wieder funktionstüchtig zu machen. Unterdessen erklärt der in Basel aufgewachsene Quantenphysiker, wie genau die so genannte «Heliotube» das Licht der Sonne in Energie umwandeln soll.
Das Prinzip ist bestechend einfach: Der Sonnenkonzentrator besteht aus verschiedenen Folien, die zu einer Röhre zusammengeschweisst werden: transparent in der oberen Hälfte, robust auf der Unterseite, innen mit reflektierender Folie zusammengehalten. Diese kann durch die zweite, untere Luftkammer dank dem Druckunterschied genau auf den Absorber fokussiert werden, der an der inneren Oberseite des «Heliotube» durchläuft.
«In diesem schwarzen Rohr wird das Licht absorbiert und in Wärme umgewandelt», sagt Tiefenbacher. «Durch das Rohr wird eine Flüssigkeit gepumpt, zum Beispiel Wasser. Die Flüssigkeit wird erwärmt, zu Dampf verarbeitet und dann einer Turbine zugeführt, die Strom daraus macht.»
Bestechende Idee
2007 hatte Tiefenbacher den Österreicher Johannes Höfler von der Technischen Universität Wien getroffen. Dieser erzählte ihm von seiner Idee. Bereits nach 20 Sekunden war dem Basler klar, dass dieses Prinzip «alle Kriterien einer Super-Geschäftsidee erfüllt: Es hat einen sehr grossen Absatzmarkt, es ist einfach zu erklären und man kann es einfach produzieren».
Bereits im Jahr darauf begann er in einem kleinen Büro damit, diese patentierte Technologie umzusetzen. 2009 wurde die Firma Heliovis in einer Garage gegründet. Seit 2010 ist das Unternehmen in einem kombinierten Büro- und Werkstattgebäude in der Industriezone von Wiener Neudorf im Süden der österreichischen Hauptstadt untergebracht. Heute arbeiten bereits 18 Personen am Projekt.
Darunter befindet sich auch der zweite Basler im Team, der Physiker Samuel Kutter, seit 2010 Geschäftsführer von Heliovis. Er hatte bereits zuvor beim deutschen Energiegiganten E.ON Erfahrungen im Energiebereich gesammelt.
Hohe Anforderungen ans Material
Unterdessen sind wir nach Wiener Neudorf gefahren. Auf dem Platz vor dem Firmengebäude sind einige Techniker daran, eine weitere Röhre aufzublasen, um daran Tests durchzuführen. Noch immer tüfteln sie am perfekten Material für die verschiedenen Folien. «Wir kämpfen derzeit noch ein wenig mit Materialproblemen», sagt Tiefenbacher.
Denn die Anforderungen an die drei verschiedenen Folien sind hoch: Sie müssen alle dem ultravioletten Anteil der Sonnenstrahlen widerstehen (UV-stabil), kratzfest, wetter- und feuchtigkeitsresistent sowie gut zu reinigen sein.
Geplant ist, dass diese drei Folien später einmal zentral in einer einzigen Maschine hergestellt und gleich aufgerollt geliefert werden können. Das all diese Entwicklungen nicht von heute auf morgen zu bewerkstelligen sind, ist klar. Daher plant die Firma den Markteintritt erst auf 2016.
Nicht besser, aber billiger
Klar ist auch: Das Ziel soll nicht eine effizientere Umwandlung der Sonnenenergie in Strom sein, sondern eine preiswertere. «Strom aus Solarenergie ist heute zu teuer», sagt Tiefenbacher.
Durch den geringen Materialaufwand erhoffen sich die Entwickler verschiedene Vorteile. Tiefenbacher nennt dabei besonders ein fast zehnmal geringeres Gewicht, tiefere Produktionskosten als für herkömmliche oval geformte Spiegel (Parabolrinnen) und tiefere Installationskosten.
Während eine normale Parabolrinne pro Quadratmeter etwa 350 Euro kostet, soll eine gleiche Fläche der «Heliotube» lediglich rund 90 Euro kosten.
Für den Süden konzipiert
Im Endausbau ist geplant, dass eine solche Röhre 200 Meter lang sein und 12 Meter Durchmesser aufweisen soll. Zudem wird eine Röhre nie einzeln betrieben werden. Es ist daher klar, dass die Idee «Heliotube» nicht für den Garten geeignet ist.
Kunden werden daher grosse Energiekonzerne sein. «Solche Kraftwerke werden nicht in kleinen Einheiten aufgestellt, sondern nur auf sehr grossen Flächen», sagt Tiefenbacher. «Das sind 50- bis 100-Megawatt-Kraftwerke. Für ein Kraftwerk mit erneuerbaren Energien ist das gross, aber im Vergleich zu einem Atomkraftwerk mit einem Gigawatt Leistung sind sie immer noch kleine Kraftwerke.»
Die Riesenröhren werden auch nicht in unseren Breitengraden aufgestellt werden. «Jeder Sonnenkonzentrator ist ein optisches System, wo das Licht fokussiert wird. Und dazu braucht man die Sonnenscheibe am Himmel. Nur ein wolkenbedeckter Himmel reicht nicht aus», so der Physiker.
«Das heisst, man baut die Sonnenkonzentratoren in Regionen auf, wo meistens die Sonne scheint und der Bevölkerungsgrad sehr gering ist, typischerweise in Trockengebieten in Südspanien oder der Sahara.»
Das Licht der Sonne kann mit verschiedenen Methoden genutzt werden.
Am bekanntesten ist die Nutzung des Lichts durch Solarzellen (Photovoltaik). Dabei wird die Energie der Sonne direkt in Elektrizität umgewandelt. Solarzellen arbeiten auch bei diffusem Licht.
Die Kraft der Sonne kann auch zur Erzeugung von Hitze benutzt werden, die in Strom umgewandelt wird. Dazu gehört auch das System der «Heliotube», das auf der Idee einer Parabolrinne, eines ovalen Spiegels, beruht. Sonnenkollektoren brauchen direktes Sonnenlicht.
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