Under sommaren 2015 återpubliceras några äldre artiklar . Följande artikel skrevs 2010.

Siemens turbinaxlar smids i ett stycke och svarvas till sin slutgiltiga form med stor precision.

Det effektivaste sättet att ta tillvara solenergin i större skala är genom att på något sätt omvandla värmen till rörelseenergi som i sin tur driver en generator. Detta kan göras på en mängd olika sätt, men den lösning som i dagsläget är tekniskt relevant och ekonomiskt intressant är solturbinanläggningar.

Kortfattat fungerar solturbinen som vilken ångturbin som helst, med skillnaden att ångan inte alstras genom förbränning av kol, gas eller något annat, utan genom solens strålar. Ett stort antal paraboliska speglar koncentrerar solstrålarna och värmer en transmissionsvätska som i sin tur kokar vatten och överhettar ångan. Ångkraften sätter fart på turbiner som driver elgeneratorer.

Tekniken bygger på snart hundraåriga traditioner av utveckling och tillverkning av turbiner. 1913 bildades STAL, som genom olika strukturaffärer genom historien kommit att bli Siemens Industrial Turbomachinery AB.

Stora investeringar, låga driftskostnader

Den största både ekonomiska och miljömässiga fördelen är uppenbar: Solturbinen förbrukar inget bränsle.

En solturbinanläggning är dock en stor investering. Ett 50 MW-solkraftverk kostar omkring 300 miljoner euro att anlägga, varav själva turbinen som Siemens levererar är en liten del – cirka 15 miljoner euro. De största kostnaderna är förknippade med tillståndsprocesser, anläggningsarbete och själva marken – spegelparken måste vara ca 2 km2 för en 50 MW-anläggning.

Infrastrukturen kostar en hel del. Solkraftanläggningen måste anslutas till elnätet och ofta måste också vägar byggas. I gengäld är underhållskostnaderna mycket låga. Turbinerna är konstruerade för att kunna köras i 7-8 år mellan servicetillfällena och eftersom materialen egentligen är anpassade för högre ångtemperaturer än vad solkraften i dagsläget kan ge, blir driftsäkerheten mycket hög.

Marknaden är gigantisk. Solturbinkraften är ännu i sin linda, men potentialen är mycket stor. I princip hela norra Afrika lämpar sig för anläggningsplatser, liksom mellanöstern, norra Australien och sydvästra USA.

Spanien är just nu ledande i världen på elenergi producerad av solturbiner. Fler än 40 anläggningar projekteras och de flesta av dessa kommer att innehålla en turbin från Siemens i Finspång.

Fram till och med förra året hade man sålt 43 turbiner, varav 37 är avsedda för solkraft. Detta motsvarar produktion på full kapacitet fram till sommaren 2011!

Speglar formade som paraboliska tråg följer solens rörelser över dagen.

Miljöteknik bjuder exakt samma utmaningar som all annan teknik

Många tusentals timmars utvecklingsarbete ligger bakom solturbinerna. Verkningsgrad, installations- och driftskostnader är helt väsentliga för att solturbinkraften ska vara ekonomiskt lönsam. Detta gäller naturligtvis även all annan teknik som tas fram för industriell drift. Teknisk kvalitet är teknikföretagens konkurrensmedel.

Siemens har genom sin anläggning i Finspång en gedigen erfarenhet att luta sig mot när det gäller turbiner och faktum är att solturbinen bygger på en konstruktion som från början var avsedd för ett helt annat syfte. När oljekrisen slog till mot sjöfarten och varvsindustrin i början av 1970-talet stagnerade försäljningen av en av företagets bästa produkter: Ångturbiner för fartygsdrift. Dieselmotorer tog över som den vanligaste kraftkällan i fartyg och i Finspång hade man världens bästa fartygsturbin som anpassades till landbaserad användning.

Den stora skillnaden mellan ångturbiner som drivs av solvärme och sådana som eldas med kol eller gas är driftcyklerna. Solturbinen ska tåla start och stopp varje dag och kunna jobba effektivt under olika solinstrålningsförhållanden. Denna driftcykel påminner om de förhållanden som råder under fartygsdrift, varför grundtekniken som Siemens hade till sitt förfogande var mycket lämplig.

Ångturbinen är uppdelad i två enheter. En högtrycksturbin som går med ett högre varvtal som ansluts till generatorn genom en växel och en lågtrycksturbin som går med samma varvtal som generatorn. Dispositionen ger högre verkningsgrad genom att båda turbinsektionerna tillåts gå på optimala varvtal.

Framtiden för termisk solenergi

Lars-Göran Sjöberg visar hur skovelbladen infästs i turbinaxeln.

För anläggningar på mellan 50 och 150 MW kommer turbintekniken antagligen att dominera under överskådlig framtid när det gäller solenergi. Intressant utveckling står inför dörren.

Utmaningen är att ha så hög verkningsgrad som möjligt i turbinerna. Då kan spegelparkerna vara mindre vilket innebär mindre investeringar, lägre priser och fler solkraftverk.

Ett tillkortakommande med dagens teknik är att transmissionsvätskan inte tål att värmas upp till maximalt effektiva temperaturer. Begränsningen går vid ca 400° C och de solkraftverk som anläggs nu har därför en ångtemperatur på ca 380° C.

Ångturbinerna skulle kunna köras med överhettad ånga upp till ca 540° C, vilket skulle generera mer effekt.

Ett sätt att komma runt det problemet är att placera turbinen i ett högt torn och rikta speglarna på ett sådant sätt att solstrålarna koncentreras direkt mot ”ångpannan” istället för att använda transmissionsvätska i ett rörsystem.

För att kunna utnyttja de stora ökenområdena i norra Afrika som skulle vara lämpliga för solkraftverk behöver också elnätet kopplas ihop. Solenergientusiasterna drömmer om ett medelhavsnät, som kan koppla samman solkraftverk i Afrika och mellanöstern med Europas elnät. En investering som många anser att EU borde bidra till.

Vinsterna skulle vara många. Energisäkerheten är ett prioriterat politikområde och med de möjligheter ett medelhavsnät kan ge, minskar beroendet av av annan energi. En större ekonomisk integration mellan nordafrika och Europa, minskar risken för konflikter och ökar möjligheterna till miljönyttig teknikspridning. Att möjliggöra solenergiimport till Europa genom ett medelhavsnät innebär också ett stort kliv närmare klimatmålen.

Artikeln publicerad i juni 2009