Unser Konzept
Im Mittelpunkt steht die Sonnenenergie als zukünftige Energiequelle.
Sie ist nach menschlichem Ermessen unerschöpflich, verlässlich, berechenbar, überall verfügbar und man kann sie gleichzeitig zur Gewinnung von Wärme- und elektrischer Energie nutzen. Die Menge an Sonnenenergie die Deutschland an einem trüben Tage erreicht ist fünf mal höher als der Primerenergieverbrauch an diesem Tag.
Ein Problem der momentan üblichen Technologien sind die Gestehungskosten .
INFO: "Gestehungskosten sind die Herstellungs- und Betriebskosten jeder beliebigen Energieerzeugungsanlage. Es werden dabei sowohl Wartungs-, Degressions- und Kapitalkosten berücksichtigt."
- Photovoltaik = ca. 7,0 - 8,0 cent/kWh
- Windenergie = ca. 7,0 - 11,0 cent/kWh
Bei dieser volatilen Energieerzeugung ist eine Speicherung der Energie unausweichlich.
Elektrische Energie lässt sich sehr gut in Wasserstoff speichern. Einziger Nachteil: die Umwandlungsverluste betragen 40%. Das bedeutet, je höher die Gestehungskosten desto kostenintensiver die Speicherung.
- Solarthermie = ca. 8,0 - 10,0 cent/kWh
Thermische Kurzzeitspeicher (Tag - Nacht) sind sehr effizient.
Die heutige Energieversorgung durch Öl, Gas und Strom beruht auf Gestehungskosten von ca. 2,0 - 3,0 cent/kWh.
Ein weiteres Problem betrifft nur die Solarthermie.
Jeder Körper, der wärmer als die Umgebungstemperatur ist gibt Wärmeenergie ab. Für eine Technologie, die im Winter aus Sonnenlicht Wärme erzeugen soll, ein fataler Umstand.
- Wärmeverluste eines Vakuumröhrenkollektors: ca. 1,5 Wm²K,
Das heißt bei 1°C Temperaturunterschied zur Umgebungstemperatur beträgt der Wärmeverlust pro Quadratmeter Kollektorfläche 1,5 W. Bei üblichen Vorlauftemperaturen von Heizungsanlagen von 50°C sind das bereits 75 W/m². Zu viel für durchschnittliche winterliche Einstrahlungswerte von um die 100 W/m².
Unsere Lösung:
Solar-Hybrid-Konzentrator - TOBECK
Die Solarstrahlung, welche auf eine Photovoltaikzelle trifft, wird nur teilweise in elektrischen Strom umgewandelt, während ein grosser Anteil der einfallenden Solarenergie in Wärme umgewandelt wird. PhotoVoltaisch-Thermische Solarkollektoren, auch Hybridkollektoren genannt, ermöglichen die gezielte Abführung und damit die Nutzung dieser Wärme. Hybridkollektoren erzeugen also Solarstrom und Solarwärme auf derselben Fläche und erreichen dadurch hohe flächenspezifische Solarerträge.
Da die Gestehungskosten von solaren Technologien hauptsächlich auf die Herstellungskosten der Anlagen zurück zuführen sind, senkt eine Kombination beider Technologien diese Kosten erheblich. Desweiteren wird durch die Konzentration des Sonnenlichtes die Absorberfläche/Solarzellen bis auf 1/4 der ursprünglichen Fläche verringert bzw. durch kostengünstigere Materialen (Spiegel) ersetzt.
Ein weiterer Vorteil, der sich durch die Verkleinerung der Absorberfläche ergibt, ist die Möglichkeit, die gesamte energieabsorbierende Fläche in nur einer hoch transparenten Glasvakuumröhre zu installieren und somit die Wärmeverluste auf ein Minimum zu reduzieren bei gleichzeitiger Erhöhung des thermischen Ertrages des Kollektors.
- Gestehungskosten: Solar-Hybrid-Konzentrator = 2,0 - 4,0 cent/kWh
Um eine optimale Verwertung der thermischen Energie zu gewährleisten ist eine räumliche Nähe zum Verbraucher unvermeidbar. Unser Konzept sieht vor, Häusergemeinschaften, Dörfer oder Stadtteile über ein eigenes Solarkraftwerk und einem Nahwärmenetz bzw. Stromnetz ganzjährig effizient mit Wärme und Strom zu versorgen. Dabei ist die maximale Größe des Kraftwerks der optimalen Versorgung angepasst. Diese spezifische Energieversorgung gewährleistete eine verbrauchsorientierte Flächennutzung und verhindert so die großflächige Verbauung ganzer Landstriche. Dabei wird eine über 90%tige Wärmeversorgung durch thermische Sonnenenergie erreicht.
Ein Beispiel: Um ein Gemeinde mit 100 Haushalten und einem Wärmeenergieverbrauch pro Haushalt von 20.000 kWh/a + 5.000 kWh/a elektrischer Energie ganzjährig zu versorgen, wäre eine Fläche von nur 140 m x 140 m erforderlich.
Durch die Energieerzeugung mittels Hybridkollektoren entsteht in den Solarkraftwerken ein hoher jährlicher "Stromüberschuss", der über ein eigenes regionales Stromnetz einem zentralen Punkt zugeführt werden kann. Durch diese Möglichkeit der elektrischen Kopplung von vielen kleinen Erzeugeranlagen ist eine Umwandlung und Speicherung der elektrischen Energie mittels Elektrolyse in Wasserstoff hoch effektiv. Gleichzeitig könnte so über die Möglichkeit der Rückverstromung des Wasserstoffs eine Versorgungssicherheit der beteiligten Anlagen gewährleistet werden. Darüber hinaus kann die verbleibende überschüssige Energie auch als Heizenergie für mit solarer Nahwärme schwer zu erreichende Innenstädte dienen, sowie als Antriebsenergie für die Elektromobilität und dem Flug- und Schiffsverkehr.