Konzentrierte Solarenergie, Concentrating Solar Power (CSP), ist eine Solartechnik für Wärmekraftwerke. Sie arbeitet mit Spiegeln, die das Sonnenlicht auf eine Brennkammer in einem Solarturm reflektiert, wo es in Wärme, Dampf und elektrische Energie umgesetzt wird.
Es gibt mehrere CSP-Verfahren, die auf verschiedene Techniken bei der Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie setzen. Ein häufig benutztes Verfahren, das manchmal als Solarturmverfahren bezeichnet wird, arbeitet mit einer Vielzahl an elektronisch nachführbaren flachen Spiegeln. Das können hunderte oder tausende sein. Diese Flachspiegel sind ständig auf die Brennkammer in einem zentralen Solarturm fokussiert, die sich im obersten Teil des Solarturms befindet. Das von den Spiegeln reflektierte Sonnenlicht heizt die Brennkammer, die von Wasser, Thermoöl oder geschmolzenem Salz durchflossen wird, auf Temperaturen von über 1.000 °C auf. Bei Thermoöl ist die Temperatur 400 °C begrenzt, wohingegen sie bei Wasser 1.300 °C beträgt. Der entstehende Dampf treibt eine Wärmekraftmaschine an, die mit einem stromerzeugenden Generator verbunden ist
Die mit CSP-Technik arbeitenden Solarwärmekraftwerke haben eine Leistung von ca. 50 Megawatt ( MW) bis hin zu mehreren hundert Megawatt. Die Solartürme sind mit 90 m bis 130 m relativ groß. Weil dadurch die gegenseitige Verschattung der Spiegel gering ist, lässt sich eine höhere Spiegeldichte erzielen. Die gewonnene Energie kann direkt in das Stromnetz eingespeist oder in einem Energiespeicher für eine spätere Energieumwandlung zwischengespeichert werden.
Varianten des CSP-Verfahrens
Das CSP-Verfahren kennt verschiedene technische Ausprägungen. Neben dem Verfahren mit nachführbaren Spiegeln und Solarturm gibt es noch das Parabolrinnensystem und das Parabolspiegelsystem oder das Paraboloidsystem.
Parabolrinnenkraftwerke bestehen aus relativ langen Spiegelschüsseln mit parabolförmigen Querschnitt in dessen Brennpunkt ein Absorberrohr installiert ist. Die Sonneneinstrahlung wird so reflektiert, dass sie sich auf dem Absorberrohr konzentriert und das darin fließende Thermoöl oder die Salzschmelze erhitzt. Bei Thermoöl ist die Betriebstemperatur auf 400 °C begrenzt. Die heiße Flüssigkeit erhitzt ein Gas, das einen Kolbenmotor antreibt, der mit einem Stromgenerator verbunden ist. Die Spiegelschüsseln haben einen Durchmesser von bis zu 10 Metern und können hundert Meter und länger sein. Je nach Konzept werden sie der Sonnenstrahlung nachgeführt, um so die optimale Sonnenenergie einzufangen.
Was die Leistungsdaten betrifft, so können Parabolrinnenkraftwerke für elektrische Leistungen zwischen 5 MW und 400 MW erzeugen. Die angegebenen Wirkungsgrade liegen zwischen 10 % und 20 % und somit unter denen von Solarturmkraftwerken.
Paraboloidkraftwerke fangen die Sonnenenergie mit großen Parabolspiegeln ein. Der Spiegeldurchmesser kann durchaus 20 m und mehr betragen. Um das Maximale an Sonnenenergie einzufangen, werden die Spiegel elektronisch nachgeführt. Der Parabolspiegel reflektiert das Sonnenlicht auf den Brennpunkt in dem sich auch die Wärme-Kraft-Maschine zur Erzeugung der elektrischen Energie befindet. Paraboloidkraftwerke benutzen als Wärmeträgermaterial Luft, Helium oder Wasserstoff. Die Leistungswerte liegen bei unter 1 MW.