Die Kraft der Sonne in Windenergie verwandeln

Bochum, 24.03.2014
Die Kraft der Sonne in Windenergie verwandeln
Bochumer Ingenieurbüro legt Konzept für ein solares Aufwindkraftwerk vor - Ingenieurkammer-Bau NRW verleiht Fachpreis

Aus Sonneneinstrahlung Windenergie erzeugen – dieses ambitionierte Ziel verfolgt das Konzept eines solaren Aufwindkraftwerks. „Solche Kraftwerke stellen einen wichtigen Beitrag zur zukünftigen Erzeugung elektrischer Leistung aus erneuerbaren Energiequellen dar“, sagt Prof. Dr.-Ing. Wilfried B. Krätzig von der Ingenieurgemeinschaft KUP Bochum. Anlässlich eines Projekt-Wettbewerbs der Ingenieurkammer-Bau NRW hatte Krätzig gemeinsam mit vier weiteren Professoren, alle Mitglieder der IK-Bau, ein Konzept für den Bau eines solches Kraftwerks entwickelt. Da der Entwurf in besonderer Weise die Leistungen von Ingenieuren vorführt, erhielt die Gruppe von der Ingenieurkammer-Bau NRW jetzt einen Fachpreis.

Die Ingenieurkammer zeichnete die Planung im Bereich „Umweltgerechtes Bauen“ aus. Das Konzept zeigt nach Ansicht einer Fachjury vorbildlich, wie spezielle Herausforderungen mit ingenieurtechnischem Können und Kreativität gelöst werden. Der Entwurf ist einer von etwa 70, mit denen sich Ingenieure anlässlich eines Projekt-Wettbewerbs zum 20-jährigen Bestehen der IK-Bau NRW im Jahr 2014 präsentieren. Die Öffentlichkeit kann im Internet unter http://www.projektwettbewerb.ikbaunrw.de über alle Vorhaben abstimmen. Jeder Teilnehmer der Abstimmung hat die Chance auf einen von zehn Preisen. Der Wettbewerb der IK-Bau NRW dauert noch bis November.

Die Planung der Professoren hat Pioniercharakter. Sie orientieren sich dabei an Arbeiten des Hochschullehrers und Bauingenieurs Jörg Schlaich, der im Auftrag des Bundesforschungsministeriums in den 1980er Jahren im spanischen Manzanares eine erste Versuchsanlage für ein solares Aufwindkraftwerk mit einer Leistung von 50 Kilowatt erbaut und für mehrere Jahren betrieben hatte. Der Prototyp hatte einen knapp 200 Meter hohen Aufwindkamin. Ende der 80er Jahre wurde die Anlage dann bei einem Sturm zerstört.

Ein solares Aufwindkraftwerk besteht aus einem mehrere hundert Meter hohen Aufwindkamin, einem bodennahen Sonnenkollektor und den Turbogeneratoren, die am Kaminrand befestigt werden. Durch die Sonneneinstrahlung wird die Luft unter dem Kollektor-Glasdach - ähnlich wie in einem Gewächshaus - erhitzt und strömt dann über den inneren Kollektorrand über den Aufwindkamin in die Umgebung. Durch diesen kontinuierlichen Luftstrom werden die dort angebrachten Turbo-Generatoren angetrieben. „Dank dieser Technik sind wir unabhängig vom Wind“, sagt Krätzig. Nötig ist allerdings eine regelmäßige, möglichst intensive Sonneneinstrahlung – deshalb kommt als Standort für solare Aufwindkraftwerke auch nur eine Wüstenregion in Frage.

Derzeit gibt es weltweit erst eine Handvoll solarer Aufwindkraftwerke – das sind bislang noch Prototypen, von einem Standardbetrieb ist die Technik noch weit entfernt. Ein Grund dafür dürfte sicherlich die Tatsache sein, dass die Investitionskosten für eine solche Anlage höher sind als bei einer normalen Windkraftanlage. Auch die Energieerzeugung aus konventionellen Ressourcen wie Stein- oder Braunkohle, ja selbst Atomenergie hat in den letzten Jahren wieder Fürsprecher gefunden. Dabei führt der alleinige Blick durch die Kostenbrille nach Ansicht von Krätzig in die Irre: „Potentielle Investoren berücksichtigen dabei zu wenig, dass ein solares Aufwindkraftwerk eine Lebensdauer von mindestens 120 Jahren hat. Das ist deutlich mehr als für eine Windkraft- oder eine Photovoltaikanlage“, erklärt er. Ab dem 33. Betriebsjahr hätte sich ein solares Aufwindkraftwerk deshalb amortisiert. 

Der von Krätzig vorgelegte Entwurf sieht einen 750 Meter hohen Aufwindkamin und einen Kollektor mit einem Radius von knapp zwei Kilometern vor. „Die Stromerzeugungskosten würden bei dem Entwurf bei etwa zehn Cent pro Kilowattstunde liegen. Das wäre erheblich niedriger als bei Spiegelkraftwerken oder bei der Photovoltaik“, sagt er. Zudem benötigten die Anlagen kein Wasser – weder zur Dampferzeugung und zur Dampfrückkühlung noch zur Glasreinigung. 

Die Ingenieurkammer-Bau Nordrhein-Westfalen (IK-Bau NRW) ist die berufsständische Selbstverwaltung und Interessenvertretung der im Bauwesen tätigen Ingenieurinnen und Ingenieure in Nordrhein-Westfalen. Mit mehr als 10.000 Mitgliedern ist sie die mitgliederstärkste Ingenieurkammer in Deutschland.