Synlight: Die Sonne, die in einer Garage steht

Synlight : Die Sonne, die in einer Garage steht

Seit dem Frühjahr 2017 befindet sich die Sonne in einer Garage im Jülicher Gewerbegebiet Königskamp. Das sagt jedenfalls Bernhard Hoffschmidt, Professor und Direktor am Solarinstitut des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln.

Mit Sonne meint Hoffschmidt die Testanlage mit 150 großen Scheinwerfern, mit der Garage den Bau im Schatten des Solarturms, in dem die größte künstliche Sonne der Welt untergebracht ist. Die betreibt das DLR in Jülich. „Es läuft ziemlich gut“, sagt der Direktor.

Mit etwas von über sieben Millionen Euro Baukosten für die gesamte Anlage ist die künstliche Sonne zwar bei weitem nicht die teuerste Forschungsanlage in Jülich, dafür aber die mit der größten Strahlkraft. „Unsere Besucher sind immer sehr beeindruckt. Eine solche Anlage gibt es kein zweites Mal auf der Welt“, sagt Hoffschmidt. Knapp zwei Jahre nach der Einweihung ist das DLR-Team laut Hoffschmidt mit der einmaligen Anlage eingespielt. Das habe Zeit gebraucht. Mittlerweile arbeiten die DLR-Wissenschaftler schon länger an ihrem zentralen Forschungsprojekt. Sie wollen herausfinden, auf welche Weise sich mit Hilfe von gebündelten Sonnenstrahlen am besten Wasserstoff herstellen lässt.

Energiespeicher der Zukunft?

Wasserstoff, weil der als möglicher Energiespeicher der Zukunft gilt. „Es geht immer und überall nur um Wasserstoff“, sagt Hoffschmidt. Der sei genauso als Energieträger geeignet wie Braunkohle, die verbrannt wird. Allerdings entstehe bei der Verbrennung von Wasserstoff kein Kohlendioxid, deswegen sei es kein klimaschädlicher Energieträger. Wird Wasserstoff verbrannt, dann wird er zu Wasser.

Er arbeitet mit der künstlichen Sonne:  Bernhard Hoffschmidt. Foto: Guido Jansen

Dann schließt sich der Kreis, denn Wasserstoff wird vorher auch aus Wasser gewonnen. Das passiert beispielsweise, indem dem Wasser mit großer Hitze von über 1000 Grad der Sauerstoff ausgetrieben wird. Die Hitze stellt Synlight, so der Name der künstlichen Sonne, her, indem es das Licht aus 150 Scheinwerfern wie eine Lupe auf einen Punkt konzentriert. Im Fall der Sonne in der Garage entsteht laut Hoffschmidt eine verschwindend geringe Menge Wasserstoff.

„Bei uns geht es nicht darum, eine gewisse Menge Wasserstoff herzustellen“, erklärt Hoffschmidt, dass die Menge des produzierten Wasserstoffs in Jülich keine Rolle spiele. Es geht um das Wie. Beispiel: Wenn Wasser mit Hilfe großer Hitze in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird, dann setzen die Wissenschaftler ein Eisenoxid ein, das den Sauerstoff aufnimmt. „Das ist sehr hungrig nach Sauerstoff. Und es muss wieder hungrig werden“, sagt Hoffschmidt.

Deswegen müsse anschließend auch dem in Granulat-Form vorhandenen Eisenoxid der Sauerstoff entzogen werden. Und das funktioniere am besten bei Temperaturen zwischen 1300 und 1500 Grad. Auch die sind mit Synlight möglich. Tatsächlich kann die Anlage mit ihrem gebündelten Licht über 3000 Grad erzeugen, was aber „vollkommen wirkungslos“ sei, wie Hoffschmidt erklärte.

Synlight ist nicht effizient

Sinn der Anlage sei herauszufinden, wie die Wasserstoffproduktion am effizientesten gelingt. Dabei ist Synlight selbst überhaupt nicht effizient. Die künstliche Sonne braucht enorm viel Energie, um wenig Wasserstoff herzustellen. Ein Schuh wird aus dem Herstellen von Wasserstoff, wenn die DLR-Mitarbeiter die mit der Sonne in der Garage gewonnenen Erkenntnisse auf den benachbarten Solarturm übertragen.

Hier kommt das Licht von der echten Sonne und nicht von den Stadtwerken. Der Turm mit dem riesigen Spielgelfeld davor – die Forscher reden vom Heliostatfeld – kann viel mehr Wasserstoff erzeugen, weil die Lichtmenge deutlich höher ist. Und er erhält bald Gesellschaft. Im April beginnt laut Hoffschmidt der Bau des zweiten Turms. Der soll ermöglichen, dass die Wissenschaftler möglichst flexibel unter Realbedingungen testen können, auf welche Art sie Wasser am besten den Sauerstoff entziehen.

Realbedingungen ist dabei ein relativer Begriff. Denn auch der Turm im Heckfeld ist noch nicht die Endausbaustufe. Anlagen, um Wasserstoff im großen Stil herzustellen, sollen beispielsweise in Wüsten errichtet werden. Und damit die später so effektiv wie möglich sind, wird in Jülich experimentiert. Vor allem mit der flexiblen Sonne in der Garage, die nach Bedarf ein- und ausgeschaltet, aufgeblendet oder gedimmt werden kann. Egal, ob es draußen hell oder dunkel ist.

Den Vorteil erkennen mittlerweile auch Unternehmen. Ab März laufen laut Hoffschmidt drei Versuchsreihen gleichzeitig. Eine wird von einem Unternehmen ausgeführt, das sich dafür Sonnenstunden in der Jülicher Garage erkauft. Das helfe, um die Kosten für den Betrieb der Anlage besser zu finanzieren.

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