elektrische Energie erzeugen aus heißem Wasse r?

Marcus Woletz schrieb:

Selbstverständlich geht das, aber nur dann, wenn Geld keine Rolle spielt.

die überschüssige

Mit genug Geld kein Problem. Wenn es wirtschaftlich sinnvoll sein soll unrealistisch.

Dampfmaschinen wohl kaum, heutzutage nimmt man Dampfturbinen, oder eine Kombination aus Gas- und Dampfturbine.

Oder ein Medium, dass bei Temperaturen Zweite Frage zum Thema Speicherung von Wärmeenergie: wäre es sinnvoll,

Du willst damit offenbar die Temperatur länger auf einem hohen Niveau halten, quasi immer frisches heißes Wasser haben. Unterm Strich kommt aber exakt dasselbe raus, wie bei einem großen einteiligen Speicher.

Ein billigeres Speichermedium wie Wasser wird außerdem man wohl kaum finden.

Das geht natürlich. Der Wirkungsgrad würde durch die erforderlichen Leitungen aber eher geringer werden. Ein Kosteneinsparungspotential, z.B. durch größere Speicher könnte es aber möglicherweise geben.

Es gibt noch anderer Möglichkeiten, z.B. den THTR oder vieleicht ja auch irgendwann einmal das Rubbiatron.

Gruß

Stefan

.....

Hallo,

wobei der THTR, weil wohl zu gut, wieder verschwunden ist. Der Test-Reaktor hat ja gezeigt, dass das sehr gut funktioniert.

Gruß Manfred

Stefan Brörring schrieb:

^^^^^^^^^^^^^^^^^

Ich weiss nicht, so absolut würde ich das nicht sagen, mit "in näherer Zukunft" oder "demnächst" würde ich mitgehen. Oder spricht irgendwas grundsätzlich dagegen, mit einer (wie auch immer gearteten) Photovoltaik wirtschaftlich Strom zu erzeugen. Das von Dir erwähnte Rubbiatron ist ja nun einiges weiter davon entfernt überhaupt zu arbeiten, geschweige denn wirtschaftlich.

Steffen

Marcus Woletz schrieb:

... egal. Davon lebt eine Newsgroup :-)

Indem Du in Deinem Verdampfer den den Druck absenkst. Du könntest es auch mit Ethanol versuchen. Am 2. Hauptsatz und dem Carnotschen Wirkungsgrad kommst Du aber nicht vorbei.

Ja, vielleicht. Vielleicht gibt es dann auch noch diese Newsgroup ...

Gruß, Ralf.

Marcus Woletz schrieb:

Das Problem ist weil einem die blöde Physik dazwischen schiesst, dass je kleiner der Temperaturunterschied ist, desto geringer wird der Wirkungsgrad eine Wärmekraftanlage. Deshalb versucht man bei Grosskraftwerken mit neuen Werkstoffen auf immer höhere Temperaturen zu gehen.

Es gibt aber eine anderen Weg der z.b. in Spanien gemacht wird, dass man mit der Bündelung der Sonnenenergie z.b. durch Spiegel halt heisseres Wasser macht als

Du hast natürlich recht.

Nur: Photovoltaik gibt es im Prinzip seit knapp 100 Jahren. Schon während meiner Schulzeit vor ca. 30 Jahren wurde darüber diskutiert, Photovoltaik zur Stromerzeugung einzusetzen.

Seitdem sind die Kosten erheblich gesunken, aber immer noch um mehr als den Faktor 10 zu hoch, um wirtschaftlich sinnvoll zu sein.

Der Strom aus Photovoltaikanlagen wird mit ca. 40 Cent je KWh vergütet. Der tatsächliche "Wert" dürfte im Durchschnitt maximal bei ca. 2 Cent liegen. Und das ist einfach Schwachsinn und Augenwischerei, mit der man versucht, uns einzureden, dies wäre ein gangbarer Weg, um die Energieversorgung zu sichern.

Da keine technologische Revolution in diesem Bereich absehbar ist, ist es eher unwahrscheinlich, dass eine Kostenreduzierung möglich ist, die zu einer wirtschaltlich sinnvollen Photovoltaik führt, zumindest soweit es die Einspeisung in ein Stromnetz angeht.

Hinzu kommt, dass die Kosten nicht nur vom "High-Tech" Material abhängen, sondern auch von dem benötigten Baumaterial, d.h. Aluminium, Leitungen, Glas und Stahl. Und dieses "Low-Tech" Material macht einen nicht unerheblichen Teil der Herstellungskosten aus.

D.h. selbst wenn es einen technologischen Schub durch neue revolutionierende Erfindungen auf dem Gebiet gäbe, könnte man keine PV Anlagen realisieren, mit denen man wirtschaftlich sinnvoll Strom erzeugen könnte.

Das ist wohl richtig. Ich könnte auch nicht behaupten, wirklich etwas von der Reaktortechnologie zu verstehen, aber es erscheint mir realistischer, ein Rubbiatron zu realisieren, als einen Fusionsreaktor, der im übrigen ja wohl auch Radioaktivität abgeben würde.

Gruß

Stefan

Hallo Stefan,

danke f=FCr Deine Antwort.

Stefan Br=F6rring schrieb:

Du schreibst das, als w=E4re es v=F6llig klar, dass das nicht wirtschaftl= ich funktioniert. Allerdings frage ich mich, wie diese Wirtschaftlichkeit berechnet wird. Immerhin l=E4sst sich mit einer gro=DFz=FCgig dimensionie= rten Solaranlage schon ein nennenswerter Teil der W=E4rmeerzeugung in einem Haushalt realisieren. Und ich sehe hier nicht derart immense Kosten.

Da wir evtl. bald bauen werden besch=E4ftigt mich dieses Thema. Ich m=F6c= hte mir nat=FCrlich nicht wirtschaftlichen Bl=F6dsinn aufs Dach setzen (lasse= n). Aber selbst wenn es evtl. noch keinen wirtschaftlichen Anreiz gibt, so doch hoffentlich einen =F6kologischen.

Also nach Deiner Aussage l=E4sst sich "wirtschaftlich sinnvoll" (was auch=

immer Du darunter verstehst) im Sommer gespeicherte thermische Energie in die k=E4ltere Jahreszeit retten. Warum soll das nicht mit vern=FCnftig= em Aufwand funktionieren?

[...]

Eine Turbine ist auch eine Maschine ;-)

oder eine

Bei der Photovoltaik stimme ich Dir durchaus zu. Zusammen mit Deiner obigen Aussage w=E4re dann Solarenergie hierzulande kein vern=FCnftiger Ansatz. Was w=E4re Deiner Meinung nach ein vern=FCnftiger Ansatz, sich vo= n der unbedingten Abh=E4ngigkeit von politisch problematischen Staaten, die=

Erd=F6l exportieren, zu befreien. Und hier k=F6nnte man durchaus auch mal=

die (volks-)wirtschaftliche Seite betrachten: Jeder in Erd=F6lprodukte investierter Euro ist zuerst einmal ein verlorener Euro.

Von der =F6kologischen Seite der aktuellen Hauptenergielieferanten Erd=F6l/Kohle/Kernkraft ganz zu schweigen. Wirtschaftlich sinnvoll Solarenergie zu nutzen mag momentan unrealistisch sein (warum auch immer) - die Verwahrung radioaktiver Abf=E4lle =FCber mehrere zehn- oder hunderttausend Jahre ist zumindest anma=DFend.

Aber das "Laden" und "Entladen" der Speicher kann dann halt pr=E4ziser gesteuert werden. Selbstverst=E4ndlich habe ich das nicht ausgerechnet (d= a mir momentan noch die physikalischen Kenntnisse fehlen), war nur so eine Idee.

Stein?

das ist klar. Aber:

und durch m=F6glicherweise effizientere Energienutzung und gr=F6=DFere un= d damit wirtschftlichere Komponenten der Anlage.

[...]

mal schauen, was das ist...

ciao

Marcus

Marcus Woletz schrieb: > Doch die Frage ist, wie man aus heißem Wasser < 100° Dampf erzeugen > kann (Wärmepumpe)?

Genau.

Vor kurzem gab es Fortschritte auf dem Gebiet der Umwandlung von Wärme- in elektrische Energie. Wichtig ist, daß das Material die Wärme schlecht leitet, um die Wärmedifferenz zwischen heißer und kalter Seite möglichst lange zu erhalten.

> Zweite Frage zum Thema Speicherung von Wärmeenergie: wäre es sinnvoll, > nicht einen großen Wärmespeicher zu laden, sondern nacheinander mehrere > kleine, und diese dann im Winter nacheinander zu leeren? Gibt es außer > Wasser andere preiswerte Speicher mit hoher Wärmekapazität?

Am exotischsten kommt mir das mit dem Zeolith vor. Man kann eine Parallele zu gebranntem Kalk ziehen. Wenn kann Kalk erhitzt, entsteht Calciumoxid. Führt man Wasser zu, entsteht Kalk und Hitze. Einige Methoden, Wärme zu speichern:

Grüße, Joachim

Marcus Woletz schrieb: > Doch die Frage ist, wie man aus heißem Wasser < 100° Dampf erzeugen > kann (Wärmepumpe)?

Genau.

Vor kurzem gab es Fortschritte auf dem Gebiet der Umwandlung von Wärme- in elektrische Energie. Wichtig ist, daß das Material die Wärme schlecht leitet, um die Wärmedifferenz zwischen heißer und kalter Seite möglichst lange zu erhalten.

> Zweite Frage zum Thema Speicherung von Wärmeenergie: wäre es sinnvoll, > nicht einen großen Wärmespeicher zu laden, sondern nacheinander mehrere > kleine, und diese dann im Winter nacheinander zu leeren? Gibt es außer > Wasser andere preiswerte Speicher mit hoher Wärmekapazität?

Einige Methoden, Wärme zu speichern:

Grüße, Joachim

Das Problem ist der Speicher. Du hattest vorgeschlagen, die Wärme in den Winter zu "retten". Um nun auszurechnen, wie groß der Behälter werden muss, berechnet man die benötigte Wärmemenge und berechnet mit Hilfe der Wärmekapazität des Wassers die Größe des benötigten Speichers. Wie teuer der dann wird, kann dir ein Architekt sagen.

Vor einiger Zeit wurde mal die Frage diskutiert, ob man einen 70m3 Behälter für sowas sinnvoll einsetzen könnte. Das Ergebnis war dann, dass man dort Energie im Wert von ca. 100,- ? speichern könnte. Da macht die ganze Sache alleine schon wegen der Baukosten für den Speicherbehälter keinen Sinn. Günstiger wird es natürlich, wenn der Speicher erheblich größer wird.

Am ökologisch sinnvollsten sind immer die Maßnahmen, die auch wirtschaftlich sinnvoll sind, z.B. eine gute Wärmedämmung. Wenn eine Energiesparmaßnahme wirtschaftlich unsinnig ist, ist sie oft auch ökologisch nicht sinnvoll, z.B. das Wasserstoffauto.

Mein Vater hat z.B. ein Schwimmbad in seinem Haus. Da benötigt er das ganze Jahr über Heizenergie, um das Wasser auf einem einigermaßen geringen Temperaturniveau zu halten. Dort könnte eine Solarthermische Anlage sinnvoll sein. Zum Heizen eines normalen Wohnhauses ist es das nicht, weil die Wärme meistens dann anfällt, wenn sie nicht benötigt wird.

Du hast das Wort "nicht" vergessen.

Die Wärmekapazität von Wasser beträgt 4 Joule pro Kelvin und Gramm. Um die Temperatur von 1 Liter Wasser um 40°C anzuheben, benötigt man

0,045 KWh. In einem Qubikmeter Wasser könnte man daher ca. 45 KWh speichern. Geht man von einem "Wert" von 5 Cent je Kilowattstunde aus, macht das 2,25 ? je Qubikmeter.

Die Frage ist nun: Was kostet ein Wärmespeicher pro Qubikmeter? Wenn es mehr als 20,- ? sind, ist das ganze alleine wegen der Kosten des Speichers bereits wirtschaftlich nicht sinnvoll. Hinzu kommen dann noch die Kollektorflächen.

Man könnte zuerst, den Energieverbrauch deutlich reduzieren. Vor allem bei der Heizenergie läßt sich durch moderne Bautechnik sehr viel erreichen. Dann wäre da Verhalten der Menschen zu ändern. Energie ist eigentlich noch viel zu billig. Wenn man es mal realistisch betrachtet, hat es in der Geschichte der Menschheit nur sehr kurze Zeitabschnitte gegeben, in denen Energie bezogen auf die Kaufkraft der Menschen wirklich billiger war als heute.

Na ja, die Scheichst kaufen ja auch deutsche Autos ;-)

Nein, da liegt ein Gedankenfehler vor. Im Falle des großen einteiligen Speichers beginnst du mit einer Anfangstemperatur, die langsam sinkt. Zum Ende der Heizperiode hast du also ein geringeres Temperaturgefälle und damit einen schlechteren Wirkungsgrad bei der Energieumsetzung. Wenn du statt dessen viele kleine Behälter nimmst, hast du kleinere Behälter, deren Temperaturniveau nacheinander schneller sinkt. Nchteil dabei: Die Behälter mit der hohen Temperatur verlieren mehr Energie, weil bei einer höheren Temperaturdifferenz die Wärmeverluste durch die unvollkommene Isolation steigen.

Bedeutet wesentlich größere Speicher, weil geringere Wärmekapazität, schlechte Isolierbarkeit, schlechtere Wärmeleitung, dadurch erhöhter Aufwand für den Energietransport in den Speicher und bei der Entnahme.

Das macht nicht viel aus, weil bereits die theoretisch maximal erreichbaren Nutzungsgrade sehr schlecht sind. Stichwort: Carnot-Wirkungsgrad.

Der THTR war ein Atomreaktor, bei dem hauptsächlich Thorium anstelle von Uran als Brennstoff verwendet wurde. Das Ding stand in Hamm und wurde nach kurzem Versuchsbetrieb zu Schrott gefahren.

Marcus Woletz schrieb:

Es gibt div. Alternativen und man sollte die Sachen dort machen wo sie sinvoll sind. Dann das ganze europaweit mit einem Gleichstromverteilungsnetz verbinden. Wind an der Küste, Wasserkraft in Skandinavien, Biomasse in der Landwirtschaft, Erdwärme im Rheingraben, Solarenergie in Spanien usw. usw.

MfG Matthias

*Marcus Woletz* wrote on Sun, 08-09-28 18:51:

Phasenwechsel und Komplexbildung, an einem Pjojekt mit letzterer war ich mal beteiligt. Beide haben beim Kühlen des Speichers resp. bei der entnahme von Wärme das selbe Problem: als erstes bildet sich eine feste Isolierschicht auf dem Wärmetauscher. Ammoniakkomplexe verhalten sich genauso. Mindestens das ammoniakfreie Salz ist fest, meist auch der nicht übersättigte Komplex.

Eine Reaktion oder Komplexbildung, bei der alle beteiligten in jedem Zustand flüssig oder gasförmig sind wäre eine Möglichkeit.

Matthias Frank schrieb:

Hallo,

aber in Hawaii steht ein Versuchkraftwerk das Strom aus der Temperaturdifferenz zwischen kaltem Tiefenwasser und warmen Oberflächenwasser erzeugt. Damit sich die Piplines in die Tiefe halbwegs rentieren benutzt man das Wasser auch noch für eine Algen- und Fischzucht.

Bye

Bevor man sich mit technischen Details befasst, kann man abschätzen was die physikalischen Gesetze zu diesem Szenario aussagen.

Die Umwandlung der edlen elektrischen Energie in unedle Wärmeenergie geht unter idealen Randbedingungen zu 100%. Hier hat der erste Hauptsatz der Thermodynamik uneingeschränkt Gültigkeit.

Dagegen lässt sich die unedle Wärmeenergie nicht vollständig in eine andere edle Energieform zurück wandeln. Hier zeigt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik klar Grenzen auf. Berechnen lässt sich der, unter idealen Bedingungen, maximal erreichbare Wirkungsgrad mit der Carnotschen Formel.

w=(T1 - T2)/T1

T1: Temperatur des Reservoirs höherer Temperatur T2: Temperatur der Umgebung beides in Grad Kelvin

Beispiel: T1= 80 Grad Celsius => 353,15 Grad Kelvin, T2= 20 Grad Celsius => 293,15 Grad Kelvin

w=60/353,15=0,17 bzw. 17%

In diesem Idealfall könnte man nur 17% der eingebrachten, gespeicherten Energie nutzen. Der Verlust beträgt mindestens 83%. Kommen nich die technischen Verluste hinzu erreicht man hier schnell Verluste von über

90%. Dies ist auf keinen Fall ökonomisch.

MFG Stefan

Stefan Brr=F6ring schrieb: [...]

klar, das wird auf jeden Fall umgesetzt.

Thema heizen: ich m=F6chte im Winter nicht im dicken Pullover im Zimmer sitzen, da bin ich ganz ehrlich. Weniger als 22=B0C in der kalten Jahreszeit ist ungem=FCtlich. Das andere Problem: ich dusche t=E4glich. I= ch versuche zwar auch dort, den Wasser- und damit Energieverbrauch gering zu halten, aber das hat halt seine Grenzen.

Die Rechnung f=FCr die Energiespeicherung kann ich so, wie Du es darstellt, nicht ganz nachvollziehen. H=E4tte ich am Ende des Sommers z.B= =2E einen Speicher mit 10.000 l Wasser mit 80=B0, dann k=F6nnte davon sicher = den kompletten Winter =FCber geduscht/gebadet und teilweise auch geheizt werden. W=E4re Energie so billig wie angegeben, dann br=E4uchte sich hierzulande niemand wegen hoher Energiekosten aufregen. Ich denke, 10m=B3=

hei=DFes Wasser k=F6nnen sich schon lohnen. Aber wie gesagt, nachgerechne= t habe ich's noch nicht. Aber der gr=F6=DFte Anteil der verbrauchten Energi= e wird ja im Haushalt f=FCr die Heizung und nicht f=FCr Warmwasser ben=F6ti= gt. So gesehen k=F6nntest Du schon Recht haben, und mein schlechtes Gewissen beim duschen ist unbegr=FCndet?

Na ja, ich bin zwar prinzipiell schon leicht "=F6kologisch" orientiert. Allerdings hat das f=FCr mich Grenzen. Wenn man sich tags=FCber im Beruf abrackert, um dann abends bei Kerzenlicht im klammen Zimmer zu sitzen, dann stellt sich irgendwann die Sinnfrage. Energie hat in meinen Augen eindeutig mit Lebensqualit=E4t zu tun. Die Frage ist, wie man es nachhaltig erreichen kann, mit minimaler Umweltbelastung nutzbare Energie zu gewinnen. So langsam denke ich, es ist vermutlich am sinnvollsten, einfach so lange fossile Energietr=E4ger zu nutzen, bis Alternativen (bessere Photovoltaik (bezogen auf Ressourcenverbrauch und Kosten), Kraftwerke auf dem Fusionsprinzip etc. pp.) Ich denke, Kernkraft ist nicht wegen der akuten Gefahr eines Unfalls (THTR z.B. sind ja anscheinend immanent sicherer als andere Kraftwerkstypen), sondern wegen des Problems der tausende Jahre langen notwendigen sicheren Lagerung der Abfallprodukte, auch bei THTR, keine dauerhafte Alternative zur Energiegewinnung. Was also tun? Resignieren? Leben wie im Mittelalter? Beides sind f=FCr mich keine ALternativen ;-)

Deshalb schrieb ich auch "zuerst einmal" ;-)

Wie gesagt, ich habe nichts gerechnet. Das mit den mehreren kleinen Beh=E4ltern war auch nur so eine Idee. Eine andere Idee w=E4re ein 500t schweres Schwungrad. Damit k=F6nnte man auch direkt elektrische Energie erzeugen. Ist halt ein wenig gef=E4hrlich=

(und vermutlich _etwas_ zu teuer ;-)

[...]

Ja, das habe ich dunkel aus der Physikvorlesung in Erinnerung. Gef=E4llt mir gar nicht!

ja, irgendwie seltsam halbherzig umgesetzt und unterst=FCtzt. Aber es gab=

halt den Super-GAU in der Sowjetunion zum ung=FCnstigen Zeitpunkt.

ciao

Marcus

Hallo Joachim,

vielen Dank f=FCr die interessanten Links!

ciao

Marcus

[...]

...

Nur als Kennwert: 100 Liter Wasser unterhalb des Siedepunktes haben etwa einen Heizwert wie 1 l Heizoel. Nehmen wir einen Jahresbedarf von 1500 l Heizoel braucht man dann einen Speicher von mind. 100 m^3, den der meiste Bedarf ist im Winter. Und dann kommt noch dass Problem der Waermeisolierung...

Geraten, hast du eine konkrete Zahl parat? Was kostet aktuell die KWh Wärme aus Erdgas?

Eigentlich hat sie einen geringeren Wert, weil sie nicht dann zur Verfügung steht, wenn sie gebraucht wird, sondern nur dann, wenn zufälligerweise die Sonne scheint.

Natürlich ist das da genauso. Meine Argumentation zielte aber in eine andere Richtung: Ein Argument der PV Anhänger gesagt, dass die Herstellungskosten ähnlich sinken könnten, wie bei anderen Elektronikprodkten wenn nur die Produktionsmenge hoch genug ist und wenn die Technologie weit genug entwickelt wird.

Mit dem Argument, dass ein nicht unerheblicher Teil des Preises derartiger Anlagen eben nicht im High-Tech Material Silizium, sondern in ganz profanen Materialien wie Glas und Aluminium steckt, wollte ich aufzeigen, dass die notwendige Preissenkung selbst dann nicht zu erreichen wäre, wenn es die eigentlichen Solarzellen für umsonst gäbe.

Ein qm PV-Fläche bringt nun mal im Durchschnitt nur ca. 12% * 1000W / 8 = 15W

• ca. 8000h pro Jahr ergibt das: 120 KWh Geht man jetzt von 5 Cent je KWh aus, bringt ein qm PV 6,- ? pro Jahr.

Was kostet ein qm Alurahmen + Glasabdeckung?

Gruß

Stefan

Hallo!

Stefan Br=F6rring schrieb:

wie kommste denn darauf?

was meinst du mit wert?

warum sollte die pv elektrizit=E4t einen anderen wert haben als die aus atom/kohleverbrennung?

=2E..

und bei den anderenm Kraftwerken ist das nat=FCrlich gaaaanz anders?! ;-)