Die Studie “A hybrid solution with concentrated solar power (CSP) and fuel for baseload mining operations” analysiert die Eignung von hybriden Stirling-Antrieben für den Bergbau. Die auf einem Stirling-Motor basierende Lösung kombiniert in einem integrierten System Solar mit Gas oder Diesel als Energiequellen. Die CSP-Solarkomponente macht das Antriebssystem besonders attraktiv für extrem sonnige Gegenden. In vielen Bergbauregionen ist die Sonneneinstrahlung hoch, so dass dieses Kriterium erfüllt wird.
Stirling Hybrid-Lösungen sind zudem immer dann besonders vorteilhaft, wenn die Minen abgelegen sind. Transport und „Schwund“ schlagen sich auf die Brennstoffpreise nieder, wohingegen die CSP-Anlage einmal installiert wird und dann Strom liefert. Neue Bergwerke stehen häufig vor der Wahl, in einen teuren Netzanschluss zu investieren oder den Strom vor Ort zu erzeugen. Für die Vor-Ort-Stromerzeugung kommen typischerweise Diesel-Generatoren zum Einsatz. Hybride Stirling-Lösungen sind eine attraktive Alternative für Dieselgeneratoren. Bei hoher Sonneneinstrahlung kann die CSP-Anlage den kompletten Strom generieren. Wenn die Sonneneinstrahlung nicht maximal ist, kann die benötigte Wärme über verschieden Brennstoffarten erzeugt werden. Dies macht das System geeignet für Grundlastanwendungen, wie sie im Bergbau anzutreffen sind. Eine Vielzahl an Brennstoffen kann verwendet werden, beispielsweise Erdgas, komprimiertes Erdgas, Flüssig-Erdgas, flüssiges Propangas, Biogas, Industriegas, Grubengas oder ebenfalls Diesel. Die Kombination aus CSP und Biogas ist eine vollständig erneuerbare Art der Stromerzeugung.
In integrierten Bergbau- und Metallverarbeitungsanlagen können industrielle Begleitgase, die andernfalls abgefackelt würden, für die Ripasso Stirling Hybrid-Lösung verwendet werden. Dies wirkt sich extrem positiv auf Nachhaltigkeit und Kosten aus. Darüber hinaus sind zahlreiche konventionelle Gassorten sauberer als Diesel oder Schweröl. Das kommt besonders zum Tragen, wenn die hohe Effizienz der neuen Hybrid-Lösung berücksichtigt wird. Die Hitze wird außerhalb des Stirling-Motors erzeugt, was zahlreiche Vorteile hinsichtlich Wartung und Betrieb des Kraftwerks hat. Die erwartete Lebensdauer der Anlage liegt bei mehr als 25 Jahren. Das modulare Design erlaubt eine Skalierung in 33 kW-Schritten und gewährt eine stabile Stromversorgung, da die verschiedenen Module vollständig unabhängig voneinander arbeiten. Die Modularität der Stirling Hybrid-Lösung reduziert also das Risiko eines Produktionsausfalls infolge von Stromausfällen auf ein Minimum. Schließlich zeigt die Studie noch Vorteile hinsichtlich Land- und Wassernutzung auf. Beide können für Bergbau-Anwendungen in abgelegenen Gebieten kritische Faktoren sein.
Die Stirling-Lösung hat sich in Marine-Anwendungen bewährt und Anlagen des Ripasso CSP-Systems sind im südlichen Afrika installiert (Bild 1).
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Ripasso Energy AB
www.ripassoenergy.com
THEnergy
www.th-energy.net
