Gutachten und Studien

Sowohl Technologien als auch Projekte im solarthermischen Kraftwerksbereich entwickeln sich international in einem dynamischen Umfeld. Innovative Systemkonzepte und Komponenten werden für globale und regionale Märkte entwickelt und bedürfen einer Evaluation ihrer Energie- und Kosteneffizienz in den geplanten Anwendungen.

Wir bieten Ihnen in unterschiedlichen Detailierungsgraden Studien zur Bewertung von neuen Konzepten im Vergleich mit bewährten marktreifen Technologien an.

Geeignete Standorte für solarthermische Kraftwerke definieren sich in erster Linie über die vorhandene solare Direktstrahlung. Zu den weiteren entscheidenden Faktoren zählt die bereits vorhandene Infrastruktur wie Straßen, Wasser- oder Treibstoffleitungen. Wichtig ist auch der Zugang zum Stromnetz, da der Bau von neuen Leitungen sehr kostspielig und zeitaufwändig ist. Geologische und geografische Eigenschaften wie Bodenbeschaffenheit oder Neigung müssen ebenso berücksichtigt werden wie anderweitig bereits genutzte oder gesperrte Flächen, z.B. durch Naturschutzgebiete, militärische Sperrgebiete oder Ölfelder.

All diese Faktoren schränken die theoretisch möglichen Standorte in einer bestimmten Region stark ein und müssen sowohl bei der Bewertung des tatsächlich vorhandenen Potenzials für solarthermische Stromerzeugung als auch bei der konkreten Suche nach einem geeigneten Standort für ein solarthermisches Kraftwerk berücksichtigt werden.

Am Fraunhofer ISE setzen wir für diese Analysen GIS (Geoinformationssystem) Software ein. Die Ergebnisse werden anschaulich als Karte wie in Abb. 1 für Chile dargestellt. 

Ertragsgutachten sind ein wichtiger Bestandteil in der frühen Planungsphase von solarthermischen Kraftwerken, da sie die Grundlage zur ökonomischen Bewertung eines Projektes liefern. Eine belastbare Ertragsprognose für ein solarthermisches Kraftwerks an einem bestimmten Standort setzt in erster Linie verlässliche meteorologische Daten sowie ein ausreichend genaues Kraftwerksmodell voraus. Mit der Simulationsumgebung ColSim ist es uns am Fraunhofer ISE möglich, komplette Kraftwerke mit unterschiedlichen Kollektortechnologien in dynamischen Modellen energetisch abzubilden. Damit führen wir Jahresertragsrechnungen in Zeitschritten bis 10 Minuten durch und können so unter Berücksichtigung der statistischen Schwankung der verfügbaren Meteodaten den durchschnittlichen zu erwartenden sowie den mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit mindestens zu erwartenden Jahresenergieertrag berechnen.

Zur Beschaffung von qualitativ hochwertigen meteorologischen Daten arbeiten wir mit Partnern zusammen um hochaufgelöste Satellitendaten mit exakten bodengemessenen Daten statistisch zu korrelieren. Auf diese Art werden belastbare, statistisch bewertete Zeitreihen erzeugt, welche in unseren ColSim Simulationen weiterverwendet werden. Wir beraten auch bei der Beschaffung und Installation von kalibrierten meteorologischen Messstationen inklusive der Datenerfassung und -auswertung. 

Die Integration von solarthermischen Kraftwerken in das energiewirtschaftliche Umfeld ist für eine ganzheitliche Bewertung eines Kraftwerks oder einer Technologie notwendig. Nur unter Berücksichtigung von kurzfristigen und langfristigen Entwicklungen auf den Strom- und Energiemärkten lassen eine weitere Detaillierung der Kraftwerksauslegung oder des Kraftwerksbetriebs zu. Insbesondere die Speichernutzung von solarthermischen Kraftwerken hängt eng mit den Nachfragecharakteristika oder der Betriebsweise von anderen Kraftwerken innerhalb eines Energiesystems zusammen. Die ökonomische Bewertung von Investition und Betrieb auf wirtschaftlichen Kennzahlen spielen hierbei eine große Rolle.

Die ganzheitliche, energiewirtschaftliche Untersuchung von solarthermischen Kraftwerken kann am Fraunhofer ISE durch Modelle der Energiesystemanalyse und der Kraftwerkseinsatzplanung durchgeführt werden. Mittels ökonomischen Sensitivitätsanalysen und Szenarienbildung können langfristige Aussagen zu den Auswirkungen auf die solarthermische Kraftwerkstechnologie gemacht werden.