Beitrag zur Energiewende – Schnellere Entwicklung unter Laborbedingungen
Da die Sonne in Mitteleuropa selten und unregelmäßig scheint, ist für die Entwicklung von Produktionsverfahren solarer Treibstoffe eine künstliche Sonne das Mittel der Wahl. Bei den Synlight-Versuchen können Schlechtwetterperioden und schwankende Strahlungswerte die Tests und ihre Auswertung nicht erschweren oder verzögern. Jülich bietet zudem mit seiner Infrastruktur, u.a. dem Solarturm Jülich und dem wissenschaftlichen Umfeld, ideale Bedingungen für innovative Entwicklungen in der Solartechnik. Eine Verlagerung von Forschungsanlagen in sonnenreichere Regionen verspricht lediglich auf den ersten Blick günstigere Bedingungen, da auch dort die Sonne niemals mit derselben Intensität scheint. Aber genau das ist wichtig für schnelle Innovationszyklen: gleichbleibende Testbedingungen, die schnell und exakt reproduziert werden können.
Den Wissenschaftlern am DLR-Institut für Solarforschung ist die Herstellung von Wasserstoff mit Hilfe von Solarstrahlung bereits vor Jahren geglückt, allerdings im Labormaßstab. Damit solche Prozesse für die Industrie interessant werden, muss der Maßstab deutlich vergrößert werden. Genau das ist das Ziel von Synlight. Im Fokus der Forschungsarbeiten steht die solare Treibstoffherstellung, doch die neue Anlage kann für eine Vielzahl weiterer Anwendungen eingesetzt werden. Da das Spektrum der UV-Strahlung dem der Sonne gleicht, können beispielsweise auch Alterungsprozesse von Materialien zeitlich gerafft dargestellt werden. Ein interessanter Aspekt, sowohl für die Raumfahrt, als auch für die Industrie.
„Synlight füllt eine Lücke in der Qualifizierung solarthermischer Komponenten und Prozesse“, erklärt DLR-Projektleiter Kai Wieghardt, der den Aufbau der Anlage maßgeblich betreut hat. „Die neue künstliche Sonne steht zwischen den Anlagen im Labormaßstab, wie dem Hochleistungsstrahler im DLR in Köln und den großtechnischen Anlagen wie dem Solarturm in Jülich.“ Mit Synlight wollen die DLR-Wissenschaftler mit Sonnenenergie Treibstoffe entwickeln. Im Hinterkopf haben sie dabei nicht etwa Autos, sondern Flugzeuge. „Bei den Autos glauben wir, dass Elektromobilität eine Super-Sache ist. Für große Flugzeuge ist es im Augenblick nicht vorstellbar, dass man sie elektrisch antreibt, also mit Batterien ausstattet“, erklärt Wieghardt. Ein Ziel der Anlage ist daher die effiziente Herstellung von Wasserstoff, der als besonders umweltfreundlicher Treibstoff der Zukunft gilt.
Für die Experimente stehen den Nutzern der Anlage drei Bestrahlungskammern zur Verfügung. Die notwendigen Lampen werden, je nach Bedarf, gebündelt, oder flächig auf den Testaufbau ausgerichtet. Mit den drei Kammern können mehrere Experimente zeitgleich vorbereitet und die Anlage optimal ausgelastet werden. Die Forschungsarbeiten in der Sonnensimulation werden nach DLR-Einschätzungen „etliche Jahre“ dauern – um letztlich das schier endlose Energie-Reservoir der Sonne in solarthermischen Kraftwerken nutzbar zu machen.
Das DLR-Institut für Solarforschung errichtete die Forschungsanlage in den vergangenen zwei Jahren in einem vom Technologiezentrum Jülich erstellten Gebäude und mietete es langfristig zum Betrieb von Synlight an. Das Land Nordrhein-Westfalen unterstützte das Projekt mit 2,4 Millionen Euro, rund 70 Prozent der Gesamtsumme von 3,5 Millionen Euro. Die Differenz von 1,1 Millionen Euro wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) erbracht.
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