Nano4CSP Nanomaterials for reduced maintenance costs in CSP plants

Das Gesamtziel des gegenständlichen Forschungsvorhabens ist die Verringerung der Betriebs- und Wartungskosten sowie des Wasserverbrauchs und damit die Erhöhung des Wirkungsgrades von Sonnenwärmekraftwerken. Dies soll durch die Entwicklung und Optimierung der Eigenschaften von selbstreinigenden Oberflächen durch geeignete Oberflächenbehandlungs- und -beschichtungsverfahren erreicht werden. Die Entwicklung soll auf Schichten fokussiert sein, die im Zuge der Herstellung der Spiegel und auch auf bereits im Einsatz befindliche Installationen aufgebracht werden können.

Ausgangssituation

Die über Sonnenwärmekraftwerke nutzbare Solarthermie stellt eine vielversprechende Möglichkeit zur erneuerbaren und nachhaltigen Bereitstellung des zukünftigen Energiebedarfs dar. Mehrere Sonnenwärmekraftwerke für Forschung und kommerzielle Anwendung existieren weltweit, mit einer installierten Kapazität von 4,8 GW. Trotz des erreichten Durchdringungsgrades der Technologie sind die Stromgestehungskosten nach wie vor höher als bei konventionellen Kraftwerken. Da der Spiegel die erste Komponente in Kontakt zum Sonnenlicht im Energiegewinnungsprozess darstellt, ist seine Effizienz kritisch für den gesamten Systemwirkungsgrad. Ein Reflexionsverlust infolge Verschmutzung der Spiegel von 1 % führt direkt zu einer Steigerung der Stromgestehungskosten von 1 %; dies stellt somit ein signifikantes Problem für den Betrieb sowie für die Betriebs- und Wartungskosten der Kraftwerksbetreiber dar. Die Betriebs- und Wartungskosten tragen bis zu 15 % zu den Stromgestehungskosten bei, wobei die Kosten für das Waschen der Spiegel erheblichen Anteil daran haben.