Diese Solarkraftwerke nutzen Tausende von Spiegeln (Heliostaten), die dem Sonnenstand folgen und das Sonnenlicht auf einen Receiver an der Turmspitze bündeln. Dort entstehen sehr hohe Temperaturen, die anschließend in Strom umgewandelt werden. Obwohl sie sich weltweit zur dominierenden Technologie entwickelt haben, hängt ihre Leistungsfähigkeit weiterhin von hochkomplexen Feldanlagen ab, die mit Tausenden von Heliostaten, Receivern und Speichersystemen perfekt synchronisiert funktionieren müssen. Daher ist die Digitalisierung dieser Anlagen entscheidend, um ihre Effizienz zu maximieren, Kosten zu senken und ihren Ausbau zu beschleunigen.
„Angesichts des rasanten Wachstums neuer Solarturmkraftwerke weltweit muss Europa diese Digitalisierungslücke schließen, um seine Führungsrolle zu behaupten und die Kosten unter die im Strategischen Energietechnologieplan (SET-Plan) der EU festgelegten Ziele zu senken“, so Jörg Widmer, Projektleiter und Forschungsdirektor bei IMDEA Networks. Er fügt hinzu: „SUN-DT führt die Technologie der konzentrierten Solarturmkraftwerke (CSP) in ein vollständig digitales Zeitalter. Durch die Kombination von KI-basierter Kalibrierung, vorausschauender Wartung und Echtzeitoptimierung ermöglichen wir einen effizienteren und zuverlässigeren Betrieb der Anlagen als je zuvor. Dieses Projekt stärkt Europas Technologieführerschaft im Bereich der erneuerbaren Energien.“.
IMDEA Networks leitet die Entwicklung der 5G-Funkkommunikationsschicht, die die Charakterisierung und Kalibrierung von Heliostaten ermöglicht. Ihr Beitrag ist entscheidend für den großflächigen Einsatz dieses Instruments: Er bietet zuverlässige Verbindungen mit hoher Kapazität im gesamten Solarfeld, gewährleistet eine robuste Datenerfassung und ermöglicht Echtzeit-Feedbackschleifen.
„Wir verfügen über umfassende Expertise in drahtloser Sensorik und Netzwerkarchitektur sowie über eine Testinfrastruktur wie das NEXTONIC-Labor, die es uns ermöglicht, Kommunikationskomponenten unter realistischen Bedingungen zu prototypisieren und zu validieren“, erklärt Widmer. Digitale Werkzeuge: Das Projekt entwickelt vier interoperable digitale Werkzeuge – HELIOSTATACC, SUN-DTWIN, D-OPT und PREDOM –, die messbare Leistungsverbesserungen von konzentrierten Solarkraftwerken (CSP) ermöglichen. Diese Technologien automatisieren die Kalibrierung von Solarfeldern, erstellen einen digitalen Zwilling für Echtzeit-Entscheidungen, optimieren die Energieverteilung (d. h. die Einspeisung von Energie ins Netz zu jedem Zeitpunkt) und ermöglichen vorausschauende Wartung.
Ziel ist es, Folgendes zu demonstrieren:
• Höhere Solarfeldeffizienz und Reduzierung optischer Verluste.
• Geringere Kosten und Ausfallzeiten dank vorausschauender Wartung.
• Optimierung der Energieverteilung, um die Beteiligung von CSP an Hilfsdienstleistungen für das Netz zu erleichtern.
• Wettbewerbsfähigere Kosten für die Erzeugung erneuerbarer Energien, die mit den Zielen des europäischen SET-Plans im Einklang stehen.
Alle diese Werkzeuge werden in eine einheitliche SUN-DT-Plattform integriert, die in zwei Versuchsanlagen und zwei kommerziellen Solarkraftwerken (CSP) getestet und validiert wird: Khi Solar One in Südafrika und Cerro Dominador in Chile. Diese Anlagen werden von den beiden Konsortialpartnern und weltweit führenden Solarenergieunternehmen COX bzw. ACCIONA betrieben und repräsentieren unterschiedliche CSP-Turmkonfigurationen. „Ein System zur Kalibrierung und Charakterisierung von Heliostaten erkennt beispielsweise automatisch Fehlausrichtungen in Echtzeit und empfiehlt Korrekturmaßnahmen. Anstatt ganze Wartungszyklen einzuplanen, justieren die Bediener nur die Spiegel, die tatsächlich eine Korrektur benötigen. Dies verbessert die optische Effizienz und spart zahlreiche Arbeitsstunden im Feld“, so Widmer abschließend.
