In Wüsten scheint die Sonne praktisch immer – sie sind also ideale Standorte für Solarkraftwerke. Doch den Hightech-Installationen setzen die harten Bedingungen im Wüstensand zu. Darum hat sich die Tessiner Firma Airlight Energy zum Ziel gesetzt, eine einfachere und ausserdem günstigere Bauweise für Solarkraftwerke zu entwickeln. Seit bald zwei Jahren betreibt sie eine Pilotanlage bei Ait Baha in der Nähe der marokkanischen Hafenstadt Agadir. «Ein idealer Ort, um die Technologie zu testen und zur Marktreife zu bringen», sagt Projektleiter Giuseppe Lo Vaglio.

Die Tessiner Pioniere haben sich bewusst für eine sogenannt solarthermische Anlage entschieden, weil sie besonders gut für heisse Standorte geeignet ist – besser als Photovoltaikanlagen. Diese gewinnen aus Sonnenlicht zwar elektrischen Strom, verlieren bei hohen Temperaturen aber drastisch an Wirkung. Ausserdem lässt sich der erzeugte Strom nur schlecht speichern.

Anders ist das bei solarthermischen Anlagen, welche Energie aus der Wärmestrahlung der Sonne nutzen. Bei den so-genannten Parabolrinnen-Kraftwerken, die bereits kommerziell eingesetzt werden, funktioniert das nach folgendem Prinzip: Gekrümmte Spiegel bündeln die Sonnenstrahlung auf ein zentral montiertes Rohr, in dem eine Trägerflüssigkeit zirkuliert – zum Beispiel Öl. Dieses erhitzt sich, wird zu einem Wärmetauscher geleitet und bringt dort Wasser zum Verdampfen. Der Dampf treibt eine Turbine an. Diese Art der Stromerzeugung ist nicht nur gut für den Einsatz im warmen Klima geeignet, sie erlaubt es auch, überschüssige Wärme für die Nacht zu speichern.

Low-Tech und lokale Materialien

Ein solches Parabolrinnen-Kraftwerk nach herkömmlicher Bauweise wurde erst kürzlich im marokkanischen Wüstenort Ouarzazate eröffnet (siehe Box). Bei ihrer neuartigen Anlage in Ait Baha nutzt die Tessiner Firma Airlight Energy zwar dasselbe Prinzip, geht aber noch einen Schritt weiter. Sie hat den Prozess optimiert und die Technologie mit neuen Materialien verbessert, um sie effizienter, billiger und nachhaltiger zu machen. Die drei Kollektoren des Kraftwerks von Ait Baha sind je 200 Meter lang und über 10 Meter hoch. Sie sind nicht aus teurem Stahl gefertigt und von weit her transportiert, sondern vor Ort aus Zement gegossen worden. Die Kollektoren sind mit einer durchsichtigen Schutzfolie überspannt, die sie vor Sand und Staub schützt.

Die Spiegel, die bei herkömmlichen solarthermischen Anlagen die Sonnenstrahlung bündeln, wurden in der neuartigen Pilotanlage durch eine reflektierende Kunststofffolie ersetzt. Diese ist mit Luft gefüllt, sodass sich ihr Druck und damit ihre Krümmung regulieren lässt. Dadurch kann sie immer so ausgerichtet werden, dass sie die einfallende Sonnenstrahlung optimal bündelt. Der Brennpunkt ist auf Schläuche gerichtet, die zwei übereinander positionierte Röhren verbinden. Die in den Schläuchen fliessende Luft wird so auf bis zu 600 Grad Celsius erhitzt und steigt von der unteren in die obere Röhre.

Die Heissluft lässt sich auf zwei Arten verwenden: Ein Teil strömt direkt in den Ofen eines nahe gelegenen Zementwerks. So muss dieser nicht mit fossilen Brennstoffen – Gas oder Öl – beheizt werden und stösst weniger klimaschädliche Treibhausgase aus. Der restliche Teil der Heissluft betreibt eine Turbine und erzeugt auf diese Weise Strom. Wird jedoch keiner benötigt, wird die Luft zunächst in einen Wärmespeicher geleitet. Auch dieser ist einfach konstruiert: ein mit grobem Kies gefüllter, unterirdischer Behälter. Dort kann die Hitze bis zu acht Stunden lang gespeichert werden.

Die Pilotanlage von Ait Baha hat eine Leistung von knapp vier Megawatt thermischer Energie – umgewandelt in elektrische Energie liessen sich damit in der Schweiz etwa 2000 Haushalte mit Strom versorgen.

Das Konzept ist so bestechend, dass das Low-Tech-Solarkraftwerk Anfang Februar in London für den Cleantech Innovate Preis nominiert war. Gewonnen hat es zwar nicht, doch Airlight Energy sieht für ihre Technologie eine grosse Zukunft. Bis zum Sommer 2016 wird die Pilotanlage in Ait Baha von einer externen Firma geprüft. Bei zukünftigen Ausschreibungen für marokkanische Solarkraftwerke will Airlight Energy mit dabei sein und so in den Strommarkt einsteigen. Der Standort Marokko sei nicht nur aus klimatischen Gründen ideal, wie Projektleiter Giuseppe Lo Vaglio betont. Denn dank seines ambitionierten Solarplans biete das Land für Technologieentwickler einen wachsenden Markt.

Dieser Artikel ist enstanden in Zusammenarbeit mit Gebert Rüf Stiftung.