Da der Klimawandel eine immer größere Bedrohung für unsere Umwelt darstellt, ist es wichtig, alternative Technologien zur Energiegewinnung und -speicherung zu entwickeln. Wir beschäftigen uns mit Solar Ponds, einer noch weitestgehend unerforschten Technologie als einfache und kostengünstige Alternative zur Photovoltaik.
Ein Solar Pond ist ein solarthermischer Wärmespeicher, dessen Speicherwirkung auf einer Ausnutzung von Dichte-, Temperatur- und Konzentrationsgefällen beruht. Er besteht aus einem großflächigen, mit Salzwasser gefüllten Becken, das gleichzeitig als Kollektor und Speicher für Sonnenwärme dient. Im unteren Beckenbereich befindet sich eine Schicht hochkonzentrierter Salzlösung, die Speicherschicht, und darüber eine Schicht Wasser mit geringer Salzkonzentration, die Dämmschicht.
Bei Erwärmung von Wasser entstehen durch die Ausdehnung und der damit verbundenen Dichteverringerung normalerweise Konvektionsströmungen, die eine sehr schnelle Auskühlung des Gewässers zur Folge haben. In einem Solar Pond kann dieser Effekt jedoch durch die erhöhte Salzkonzentration am Boden des Beckens vermieden werden, da diese die Dichteverringerung durch Erwärmung kompensiert. Zwischen den beiden Schichten gibt es keine Konvektion und somit keinen Temperaturausgleich mehr, wodurch eine natürliche Wärmedämmung entsteht, die es ermöglicht, thermische Energie am Grund des Beckens zu speichern.
Wir haben selbst einen solchen Solar Pond gebaut, mit dem wir bereits eigene Messungen durchgeführt und das Funktionsprinzip nachweisen konnten. Bei unseren Forschungen geht es uns vor allem um die Optimierung und die Effizienzsteigerung der Technologie. Hierzu variieren wir verschiedene Parameter, wie z.B. die Füllhöhe oder Salzkonzentration. Ebenso planen wir technische Verbesserungen, wie den Einbau von Membranen und eine lichtdurchlässige Abschirmung des Ponds gegen äußere strömungserzeugende Einflüsse.
Des Weiteren beschäftigten wir uns mit der Anwendung von Solar Ponds. Die gespeicherte Energie kann entweder als Heizwärme genutzt oder beispielsweise mittels eines Stirling-Motors in Strom umgewandelt werden. Die Technik der Solar Ponds ist einfach und kostengünstig und könnte z.B. in sehr heißen Wüstenstaaten und Entwicklungsländern zur Anwendung kommen.

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Projektbeschreibung 3.2 MB