Forscher entwickeln neues Design für Solarturm-Kraftwerke: Spiegel werden wie Sonnenblumensamen angeordnet

Manuel Torrilhon, Mathematiker und Forscher an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen, hat zusammen mit Kollegen vom Massachusetts Institute for Technology (MIT) ein neuartiges Design für Spiegel-Solarkraftwerke entwickelt. Es soll Stellfläche sparen und das Sonnenlicht effizienter als herkömmliche Anlagen in Strom umwandeln.Zur Optimierung der Solarthermie-Kraftwerke überträgt Torrilhon die Anordnung der Samen einer Sonnenblume auf die Anordnung der Solar-Spiegel. Die Forscher haben gemeinsam ein Patent auf ihre Idee angemeldet, berichtet die RWTH Aachen in einer Pressemitteilung.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Mathematikern und Ingenieuren

Als Torrilhon einen Vortrag über die Optimierung von Solarkraftwerken hörte, erinnerte ihn eine Grafik an eine Sonnenblume: „Die spiralförmige Anordnung der Sonnenblumensamen basiert in der Mathematik auf einem klassischen Beispiel für optimale Anordnung, welches unter Ingenieuren nicht unbedingt so bekannt ist. Das Ergebnis ist ein schönes Beispiel für interdisziplinäre Zusammenarbeit.“

Per Computer konnte nachgewiesen werden, dass mit dem neuen Layout die Spiegel näher aneinander stehen, wertvolle Fläche sparen und gleichzeitig das Sonnenlicht so reflektieren, dass daraus mehr Strom erzeugt werden kann.

Spiegel werden spiralförmig von der Mitte nach außen platziert

Die Wissenschaftler orientieren sich am natürlichen Vorbild der Samen einer Sonnenblume. „Man wandert dazu von der Mitte aus spiralförmig nach außen und platziert die Spiegel wie bei den Sonnenblumensamen immer um einen festen Winkel weiter“, erläutert Torrilhon. „Immer nach etwa 137 Grad stellt man den nächsten Spiegel auf, wobei man dabei spiralförmig nach außen wandert.“

Stellfläche könnte um 20 Prozent reduziert werden

Auch in Sevilla könnte nach Ansicht der Forscher eins der größten Solarturm-Kraftwerke der Welt, das 6.000 Haushalte mit Strom versorgt, auf weniger Fläche und effizienter gebaut werden: Bislang stehen die 600 Spiegel, jeder davon halb so groß wie ein Tennisplatz, auf einer Fläche von 439.000 Quadratmetern. Jeder Spiegel lenkt das Sonnenlicht auf einen hohen Turm, wo es in Strom umgewandelt wird.

Nun haben die Forscher im Computer-Modell die Spiegel nach dem Sonnenblumensamen-Vorbild angeordnet, ausgerichtet und ausgerechnet, dass sie auf diese Weise die Stellfläche um 20 Prozent reduzieren könnten.

„Und wir haben dabei sogar noch die Energieeffizienz gesteigert“, betont Torrilhon. „Weil riesige platte Flächen nicht immer verfügbar sind, ist es umso wichtiger, dass Flächen sparsam verbraucht werden. Der nächste Schritt ist, die Theorie auf hügelige Landschaften anzuwenden.“

13.02.2012 | Quelle: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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