Spieglein Spieglein in der Wüste

„Spieglein Spieglein an der Wand“ heißt es in einem bekannten deutschen Märchen. Wer die Schönste im ganzen Land ist, beantworten die Spiegel in der spanischen Wüste jedoch nicht. Dort nutzt man mit Hilfe mehrerer tausend Spiegel die Kraft der Sonne für eine erneuerbare Energieversorgung. HARTING unterstützt Solarturmkraftwerke mit robusten und zuverlässigen Steckverbindern der Han und der PushPull Baureihen für Energie- und Datenversorgung.

In solarthermischen Kraftwerken, wie in der spanischen Sierra-Nevada, bündeln tausende einzelne Spiegel das Sonnenlicht auf einen einzigen Punkt in einem Turm. Dieses Prinzip werden viele als Kind bereits mit einer Lupe ausprobiert haben. Bündelt man das Licht der Sonne von einer großen Fläche auf einen kleinen Brennpunkt, lassen sich so leicht enorm hohe Temperaturen erzeugen. Den gleichen Effekt macht man sich in sogenannten Solarturmkraftwerken zu Nutze. Hier wird das Sonnenlicht auf bis zu 100 Hektar großen Spiegelflächen eingefangen und durch intelligente Einstellung der Spiegel auf einen einzigen Punkt an der Spitze eines Turmes konzentriert. Dort befindet sich ein Behälter, Absorber genannt, der je nach Bauart mit Wasser, Öl oder flüssigem Nitrat gefüllt ist, welches auf über 1000 Grad Celsius erhitzt wird. Dieses wird in einen Wärmetauscher geleitet, in dem mit Hilfe der hohen Temperaturen Wasserdampf erzeugt wird, der wie in herkömmlichen Kraftwerken zum Antrieb von konventionellen Dampfturbinen dient, die wiederum Strom erzeugen.

Konstante Energieerzeugung

Zum Überbrücken von sonnenschwachen Phasen oder in der Nacht, wird der Wärmekreislauf über einen thermischen Speicher gespeist, der am Tag geladen wird – zusätzlich zur „normalen“ Stromgewinnung. Das System gewährleistet damit eine durchgängige und konstante Energieerzeugung. Der Wärmespeicher besteht aus zwei voneinander getrennten Tanks, mit Flüssigsalz aus 60% Natriumnitrat und 40% Kaliumnitrat. Um den Speicher aufzuladen wird das Salz aus dem kühleren der beiden Tanks über einen Wärmetauscher in den wärmeren gepumpt. Dieser speichert die Wärmeenergie nun mehrere Stunden und kann so im Idealfall auch die komplette Nacht Wärmeenergie für die Stromproduktion liefern. Um einen hohen Wirkungsgrad der Anlage zu gewährleisten, müssen alle Spiegel immer exakt den Brennpunkt des Turms fokussieren. Dazu sind die Spiegelkonstruktionen, Heliostaten genannt, mit Positionierantrieben zum Nachführen der Spiegel ausgestattet. Diese richten die Spiegel, immer entsprechend dem Sonnenstand, zur Turmspitze hin aus. Dazu befinden sich an jedem Heliostaten Verteilerboxen für Energie- und Datenversorgung. Damit eventuelle Reparatur- oder Wechselarbeiten dieser Verteilerboxen schnell und kostengünstig durchgeführt werden können, sind sie über robuste und zuverlässige HARTING Steckverbinder an Leitungen für Energie und Daten angeschlossen. Muss eine Verteilerbox getauscht werden, nimmt man die Steckverbinder ab, setzt eine neue Verteilerbox ein und schließt sie in Sekunden wieder an. So werden Ausfallzeiten von Spiegeln minimiert.

Die optimalen Bedingungen für diese Art von Kraftwerken findet man in möglichst sonnenreichen und niederschlagsarmen Regionen der Welt. Vorzugsweise also in trockenen Wüstenregionen mit langer und intensiver Sonnenscheindauer. So auch in der spanischen Sierra-Nevada. Hier herrschen jedoch raue Umgebungsbedingungen. Die Steckverbinder mit Kunststoff- oder Metallgehäuse, sowie die Dichtungsmaterialien sind daher so ausgelegt, dass sie sowohl Ozon- und UV-beständig sind, als auch staubgeschützt sind. Als typische Outdoor-Anwendung müssen die Steckverbinder auch starken Temperaturschwankungen problemlos widerstehen. Die Verteilerboxen sind hermetisch abgedichtet und gegen Feuchtigkeit geschützt. Sie besitzen lediglich eine Membrane für den Druckausgleich bei schwankenden Umgebungstemperaturen. Um diese Abdichtung zu gewährleisten und eine sichere Versorgung mit Energie und Daten zu gewährleisten, vertrauen die Betreiber der Anlage auf HARTING Steckverbinder. Die Han Baureihe sorgt für die Versorgung mit Energie; Daten für die korrekte Spiegelnachstellung können über Ethernetnetzwerke mit elektrischen RJ45 PushPull Steckverbindern gelöst oder über optische PushPull LC duplex Steckverbinder angeschlossen werden.

Sollte es doch zu der Störung einer Verteilerbox kommen, besteht das Problem, dass die Datenleitungen in Reihe geschaltet sind und im ungünstigsten Fall auch andere Heliostaten nicht mehr korrekt mit Daten versorgt und entsprechend eingestellt werden. Aus diesem Grund sind die Kabel nach dem Daisy-Chain-Prinzip verbunden. Dies gibt dem Servicepersonal die Möglichkeit, im Servicefall Eingangs- und Ausgangssteckverbinder miteinander zu verbinden und so die defekte Station ohne Beeinflussung anderer Stationen zu überbrücken.

Mit den robusten und zuverlässigen HARTING Steckverbindern und den sehr widerstandsfähigen Kabeln eines Partnerherstellers haben Betreiber von Solarthermie-Kraftwerken die gesamte Verkabelung und den Anschluss der Anlage aus einer Hand. So wird eine reibungslose und optimal abgestimmte Lösung mit bester Performance angeboten, die zum ökologischen und wirtschaftlichen Erfolg eines Solarturmkraftwerkes beiträgt.