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StartseiteForschung aktuellSonnenofen mit Syntheselabor25.09.2007

Sonnenofen mit Syntheselabor

Neues Speichersystem soll Energie für die Dritte Welt liefern

<strong>Technik. - Zumindest eines haben viele Länder der Dritten Welt im Überfluss - besonders viel Sonnenschein. Der ließe sich umweltfreundlich und kostengünstig als Energielieferant nutzen, meinen Ingenieure aus Mühlheim und Lörrach - und zwar mit einem neuen Sonnenofen.</strong>

Von Sönke Gäthke

Dieses Sonnenkraftwerk arbeitet rund um die Uhr und liefert preiswerten Strom. (Jürgen Kleinwächter)
Dieses Sonnenkraftwerk arbeitet rund um die Uhr und liefert preiswerten Strom. (Jürgen Kleinwächter)

Jürgen Kleinwächter hat mit Hilfe von Wärmespeichern ein Sonnenkraftwerk entwickelt, das rund um die Uhr laufen kann.

"Das ist ein Funktionsmodell eines 24-Stunden-Sonnenkraftwerkes."

Der Privat-Entwickler aus Lörrach zeigt auf eine Ansammlung von kleinen Tonnen, Leitungen und einen etwa Unterarm großen Spiegelsystem. Das besteht aus mehreren Teilen, die an einen aufgeklappten Fächer erinnern.

"Erstens haben wir eine Sonnenoptik, die Sonnenstrahlung einfängt, bündelt, auf Temperaturen von mehreren hundert Grad bringt."

Im Brennpunkt der Spiegel – dort wo es so heiß wird - liegt eine Tonne.

"Dort wird die Strahlung in Wärme umgewandelt und abgegeben an einen thermochemischen Speicher, Magnesiumhydrid."

Jürgen Kleinwächter schüttelt ein Plastfläschchen. Das ist das Magnesiumhydrit – eine Verbindung aus Magnesium und Wasserstoff. Wird sie über 300 Grad Celsius erhitzt, setzt sie den Wasserstoff frei.

"Das fließt durch diese Leitung und fließt in einen zweiten Speicherbehälter, in dem ein anderer thermochemischer Speicher ist, so genanntes Niedertemperaturhydrit, Alanat."

Das ist eine Verbindung aus Natrium, Aluminium und Wasserstoff. Diese kann bei niedrigen Temperaturen Wasserstoff aufnehmen und bei leichter Erhöhung der Temperaturen wieder frei setzen. Und so ermöglichen die beiden Speicher und der Sonnen-Spiegel eine Art solares Pingpong-Spiel mit dem Wasserstoff: Tagsüber erhitzt die Sonne das Magnesiumhydrit. Das setzt Wasserstoff frei. Der wird ins Alanat gedrückt und gespeichert. Nachts treibt Wärme – etwa von der Umgebung - den Wasserstoff wieder aus dem Alanat heraus und ins Magnesiumpulver. Dort reagiert das Gas und gibt die Wärmeenergie der Sonne wieder frei. Die Hitze treibt einen Stirlingmotor an.

"Der Stirlingmotor sitzt hier in unserem Modell ganz frech mit seinem Erhitzerkopf direkt eingetaucht in das heiße Magnesiumbett."

Stirlingmotoren funktionieren ähnlich wie konventionelle Hubkolbenmotoren, die Hitze wird jedoch von außen zugeführt. Üblicherweise brauchen sie mindestens 600 Grad Celsius, um wirtschaftlich zu arbeiten. Doch Jürgen Kleinwächter hat eine besondere Stirlingmaschine entwickelt, die auch mit weniger Wärme auskommt – eben genau so viel, wie das Kraftwerk erzeugt.

"Und da dieses heiße Magnesiumbett durch die geschilderten Vorgänge tagsüber über Sonne, nachts über Rückgewinnung des Wasserstoffs, Rückabsorption, immer heiß ist, kann die gar nicht anders, die läuft immer."

Diese Maschine lässt sich mit verschiedenen Aggregaten koppeln – mit einer Kältemaschine, einer Wasserpumpe oder auch mit einem Generator.

"Ein typisches Beispiel: ein Dorf im Süden braucht viel weniger elektrische Energie, ein Kilowatt elektrische Energie rund um die Uhr, 24 Kilowattstunden sind dort schon sehr viel. Da brauchen Sie einen Spiegel, 15 Quadratmeter Größe, da brauchen Sie Magnesium und Alanat, plus Behälter, Stahlbehälter drumrum, ungefähr 500 Kilogramm, und dann brauchen Sie eine Maschine, die ist so groß wie ein kleiner Eisschrank. Und diese Maschine kann dann rund um die Uhr versorgen."

Um die gleiche Menge Energie mit einer konventionellen Bleibatterie vorzuhalten, wäre eine deutlich größere Anlage notwendig – die in womöglich entlegene Dörfer transportiert, dort gepflegt und kontrolliert werden müsste. Von den Magnesium-Alanat Speichern verspricht sich Kleinwächter dagegen weitgehende Wartungsfreiheit. Und der Stirlingmotor soll so ausfallen, dass er zur Not vom Dorfschmied repariert werden kann. Fast 20 Jahre lang hat Jürgen Kleinwächter die einzelnen Komponenten entwickelt und Testanlagen gebaut. Jetzt soll in Lörrach der erste Prototyp entstehen.

"Erst einmal hier auf unserem Gelände, aber nachdem unsere Firma international agiert, wäre mein Traum, das im Süden der USA zu installieren. Weil wir haben eine sehr starke Partnerschaft dorthin, und ich glaube, dass in Amerika momentan eine Revolution im Gange ist, Amerika wird die Fackel aufnehmen und wird die Solarenergie in einem Maß entwickeln, dass wir staunen werden."

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