Re: Auslegung einer solarthermischen Elektrizitaetsversorgung fuer Europa

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begin quoting, "Ralf . K u s m i e r z" schrieb:
(Vormerkung: Als ich das VP verfaßte, wußte ich noch nichts von der
gestern (16. 6.) veröffentlichten Meldung über ähnliche Pläne eines internationalen Konsortiums. Ich gehe auch von etwas anderen Annahmen aus.)

Anmerkung am Rande: Es scheinen wohl irgendwelche Rechnungen umzulaufen, nach denen der Weltenergiebedarf mit der Sonneneinstrahlung auf eine Fläche von der Größe des Saarlands gedeckt werden könnte. Das Saarland hat eine Fläche von ca. 2.500 km^2 - wie soll das funktionieren?

Eine Tagesreserve wären 130 Mio. m^3, ein Würfel mit der Kantenlänge von 500 m. Das müßte ein Druckspeicher sein!

Und hier würde mich mal wegen des soeben veröffentlichten Plans zur Solarstromerzeugung in Nordafrika und dem beabsichtigten Transport über Hochspannungsleitungen der Aufwand für so eine Leitung im Vergleich zu Hochspannungsleitungen interessieren. Nehmen wir mal an, das Wandmaterial könnte mit 1000 N/mm^2 (00 MPa = 10000 bar) beansprucht werden, dann würde man für für die 14-m-Leitung bei 200 bar Betriebsdruck eine Wandstärke von 140 mm benötigen, ein Stahlvolumen von 6,15 m^3/m oder knapp 50 t/m, 5000 km wiegen dann 250 Mio. t bzw. 50.000 t/km (Weltrohstahlproduktion ca. 1,3 Mrd. t jährlich, also etwa 20 % einer Weltjahresproduktion)). Wenn die Leitung ca. 10.000 EUR/t kostet, sind das 500 Mio. EUR/km, Gesamtvolumen 2.500 Mrd. EUR, etwas mehr als das deutsche Nationaleinkommen, aber verteilt auf die zehnfache Bevölkerung eben nur ein Zehntel davon.
Bei einer Transportleistung von 3,5 TW_therm sind das dann 145 TEur/(km*GW_therm) oder 360 TEur/(km*GW_el) bei eta = 40 %.
360 TEur/(km*GW_el) entsprechen bei einer zehnprozentigen Annuität Transportkosten von 4 EUR/(GWh*km) oder 0,4 ct/(kWh*1000 km) - das klingt akzeptabel.
Was kosten Hochspannungsleitungen, wie weit sind die angenommenen Zahlen von der Realität entfernt?
(Der relative Materialaufwand bleibt bei kleineren Kalibern gleich, aber die Wärmeverluste verhalten sich reziprok zum Durchmesser: Halber Durchmesser, halbe Oberfläche, Leistung/4 => doppelte Oberfläche/Übertragungsleistung. Welche Wärmedurchgangszahlen sind bei vernünftiger Isolierung bei 200 °C Medientemperatur realistisch, macht man die Isolierung innen (um die Rohrtemperatur zu senken) oder außen oder beides? Möglicherweise ist Außenisolation gar nicht so sehr teuer, erstens kann man bei hohen Leistungen schon einigen Aufwand treiben, und zweitens dürfte eine dicke Erdschicht auch schon ganz gut isolieren.)
Ein druckloses Wärmetransportmedium würde die Leitungskosten natürlich drastisch reduzieren, aber was käme dafür in dem entsprechenden Temperaturbereich in Frage? Zudem müßte ein anderes Medium als Wasser wohl auch zurücktransportiert werden. Die Alternative wäre natürlich ein chemischer Energietransport (etwa Wasserstoff), aber der würde eine mehrfache Umsetzung bedeuten, denn zunächst müßte mittels Solarenergie Strom erzeugt werden, was zusätzlich zu den Konzentratoren und Wärmetauschern auch noch Kraftwerke erfordert, dann muß Wasser zerlegt werden, und der tansportierte Wasserstoff wird dann unter erneuten Verlusten verbrannt, kann allerdings auch in bestehenden Gasnetzen verteilt werden.
Wenn eine Druckleitung in größerer Tiefe verlegt würde, könnte der statische Außendruck die Rohrwand entlasten, so daß sie relativ dünn und damit vergleichsweise billig ausgeführt werden könnte. 2 km Wassertiefe liefern die angedachten 200 bar. Das Mittelmeer ist dafür in weiten Bereichen tief genug, man käme praktisch mit drucklosen Leitungen aus bzw. brauchte nur für die vertikalen Leitungsstücke in die entsprechende Tiefe druckfeste Rohre. Das erfordert aber je eine Pumpstation in 2 km Tiefe.

Weiß es jemand?

Transportierter Wasserstoff kann natürlich auch gespeichert werden.
Gruß aus Bremen Ralf
--
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Ralf . K u s m i e r z wrote:

Gar nicht. Auf http://www.desertec.org/ wird eine Fläche von der Größe ~1/4 Spaniens angegeben. Ich glaube da sind jemandem irgendwo ein paar Zehnerpotenzen abhanden gekommen und der Plausibilitätsfilter ist nicht angesprungen.

Für eine HGÜ mit mehreren Trassen durch das Mittelmeer von Nordafrika bis zur Nordsee habe ich einen Kostenvoranschlag von 45G€ gelesen.
Wolfgang
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On Wed, 17 Jun 2009 00:40:16 +0200, "Ralf . K u s m i e r z"

Unter http://www.dlr.de/tt/desktopdefault.aspx/tabid-2885/4422_read-6562 / findest Du eine ausführliche Studie zu diesem Thema.

Unter http://www.dlr.de/tt/desktopdefault.aspx/tabid-2885/4422_read-6588 / findest Du Infos zum HVDC Übertragungsnetz.

Dein Überschlag zeigt schon dass sich sowas nicht rentieren würde. Hinzu kommt wohl noch der Verlust an Energie durch die Abkühlung. Dies Problem hat man ja auch bei den Druckluftspeichern.

Zahlen findest Du in obiger Referenz.
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begin quoting, Emil Naepflein schrieb:

Ähm - das ist derselbe Link. Da findet sich nichts dergleichen, sondern eine unnütze längliche List.

Da die Warmwasserleitungen billiger als Hochspannungsleitungen sind, lohnen die sich dann auch nicht.
Nicht so schludrig, bitte!

Lern lesen! Dazu hatte ich was geschrieben.

Verarsch jemand anderen.
Gruß aus Bremen Ralf
--
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On Wed, 17 Jun 2009 13:07:08 +0200, "Ralf . K u s m i e r z"

Lies nochmals genauer.

Vielleicht klickst Du einfach die Dokumente an.

Warum sollen die Warmwasserleitungen billiger als die Hochspannungsleitungen sein.

Auch wenn Du dazu was geschrieben hast ändert das nichts an meiner Aussage.

Du hast Dich gerade selbst verarscht.
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On Wed, 17 Jun 2009 00:40:16 +0200, "Ralf . K u s m i e r z"
Und die Verluste bei der Erzeugung, dem Transport und der Verstromung?
Da beleibt dann weniger als die Hälfte der Energie über.
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begin quoting, Emil Naepflein schrieb:

Kerlchen, Du nervst. Ich schrieb:
"Die Alternative wäre natürlich ein chemischer Energietransport (etwa Wasserstoff), aber der würde eine mehrfache Umsetzung bedeuten, denn zunächst müßte mittels Solarenergie Strom erzeugt werden, was zusätzlich zu den Konzentratoren und Wärmetauschern auch noch Kraftwerke erfordert, dann muß Wasser zerlegt werden, und der tansportierte Wasserstoff wird dann unter erneuten Verlusten verbrannt, kann allerdings auch in bestehenden Gasnetzen verteilt werden."
Nun rate mal, ob ich die Möglichkeit, daß dabei Verluste auftreten könnten, in Erwägung gezogen habe.
Ach nochwas: Bitte verrate, aus welcher Kaderschmiede /Parteihochschule /sonstiger ideologischen Schulungseinrichtung diese pickelerregende totalitäre überhebliche Dumm-Rhetorik stammt. Man möchte doch wissen, aus welcher Quelle der nächste Faschismus stammt.
Gruß aus Bremen Ralf
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Hallo, Ralf,
Du meintest am 17.06.09:

Das ist natürlich ein sehr überzeugendes Argument! Insbesondere in "sci"-Newsgroups.
Viele Gruesse! Helmut
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On Wed, 17 Jun 2009 15:08:29 +0200, "Ralf . K u s m i e r z"

Du solltest mal deinen Diskussionsstil überprüfen.
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begin quoting, Emil Naepflein schrieb:

Das verkennst Du: Du bist derjenige, der das tun sollte. Im übrigen hätte ich o. a. Frage gerne beantwortet.
Gruß aus Bremen Ralf
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Emil Naepflein schrieb:

Und nicht zu vergessen, Wasserstoff diffundiert durch die meisten Materialien, mal stärker mal schwächer, aber kaum ein Material ist wirklich wasserstoffdicht. Da ist der Dampftransport schon realistischer, mein Vater hat mal Anfang der 80er ausgerechnet, dass man Berlin wirtschaftlich mit Fernwärme von der Ostseeküste versorgen kann, mit Rohren ab 2,5m Durchmesser.
MfG, André
--
André Grafe
01239Dresden 51°00'27.10 N 13°47'43.02 E
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begin quoting, "Ralf . K u s m i e r z" schrieb:
Rechnet denn hier keiner mit? :-(

Die Einstrahlung schätze ich mal grob zu 5 kWh_therm/(m^2*d) ab, das gibt dann rund 2 kWh_el/(m^2*d), also knapp 750 kWh_el/(m^2*a), mal 1e6 m^2/km^2 gibt dann tatsächlich zwischen 0,5 und 1 TWh_el/(km^2*a), das stimmt also.

Paßt auch noch.

Aber hier wird's leider falsch: Ein Jahr hat ca. 1e5 h, also 5 PWh durch 1e5 h gibt 500 GW und nicht 5000 GW.

Es wären also weit über 100 1-MV-Leitungen erforderlich. (Die Belastbarkeit einer HGÜ-Leitung hängt von der möglichen Stromdichte bzw. den Wärmeverlusten ab; Kupfer als Leiter hat pro 1000 km bei Betriebsspannung von 1 MV und einer Stromdichte von 1 A/mm^2 ca. 20 kW/A (20 W/(A*km)) oder 2 % Verlust, wobei die Stromwärmeverluste quadratisch mit der Stromdichte zunehmen und sich relativ umgekehrt proportional zur Betriebsspannung verhalten. Wenn die Gesamtverluste bei 1 MV auf 5000 km Länge 10 % nicht überschreiten sollen, darf die Stromdichte also ca. 1 A/mm^2 nicht überschreiten. Eine Leistung von 100 GW erfordert damit einen Leiterquerschnitt von 1000 cm^2 (Durchmesser etwa 35 cm bzw. wegen der Kühlung eine Reihe von Einzelleitern). AlSt-Leiter brauchen entsprechend größere Querschnitte.)

Uff, hier stimmt's wohl wieder.
Gruß aus Bremen Ralf
--
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On Wed, 17 Jun 2009 23:22:44 +0200, "Ralf . K u s m i e r z"
Nein, warum soll jemand Deine Milchmädchenrechnungen nachvollziehen. Kein Mensch käme auf die Idee die gesamte Leistung durch eine Leistung durch eine Leitung zu schicken, egal welche Art Leitung das ist.

Warum liest Du nicht einfach mal die Studie zu den HVDC-Leitungen des Desertec-Projektes durch. Dann musst Du Dir nicht irgendwelche Zahlen aus den Fingern saugen.
Die Randdaten für eine Leitung sehen dort so aus: .. Voltage ± 800 kV, Unit Capacity 5 GW .. Overhead Line Investment 350 M¤/1000 km .. Sea Cable Investment 2500 M¤/1000 km .. Converter Stations Investment 350 M¤/Station .. Overhead Line and Cable Losses 2.5 %/1000 km, Stations 0.9 %/Station .. Economic Lifetime 40 years
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Hi, ...political lifetime 2 years, loss by pirates, loss by powertheft, loss by metaltheft....alternativ cost of protection troops...
Vor ein paar Jahren gabs mal Pläne, per Algen in Glasröhren direkt Wasserstoff zu erzeugen, diesen könnte man verflüssigen und per Tanker nach Europa verschiffen...bis eine Pipeline gebaut ist. Solche Kraftwerke brauchen nur Platz und etwas Küste...ideal für so trostlose Gegenden wie Westafrika. Wasser kommt per Entsalzung aus dem Meer, Strom aus Solarzellen....komplizierte Kabel und Überlandleitungen durch politisch arg unsichere Gebiete in den schmierigen Pfoten orientalischer Potentaten....
--
mfg,
gUnther
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wrote:

Du weisst schon dass schon lange Zeit eine Vielzahl von Gas/Ölpiplines zwischen Nordafrika und Europa existieren. Damit gibt es bisher auch keine Probleme. Die Staaten dort haben schon ein immenses Eigeninteresse dass alles reibungslos läuft denn sie sind von den Exporterlösen abhängig.
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Hi, ja, wenn sie davon abhängig sind. Fragt sich eben, ob ein solcher Staat auch mitspielt, wenn er eben nicht "abhängig" ist. Oder nur marginal, im Vergleich zu uns. Wimre liegen Pipelines auch nicht auf günstigstem Weg, sondern "politisch billig". Ob Marokko wirklich mitspielt, wenn in der Westsahara Strom produziert würde und das "umstrittene" Gebiet damit selbstständig wäre? Oder ob Ghaddafi Strom aus dem Sudan nach Sizilien brächte? Wenn soeine Anlage erstmal steht und sichtlich lohnt, werden wohl alle Wüstenstaaten aufspringen, und dann die Preise rasch unterbieten. Die Anfangsinvestition würde sich also wohl nicht rechnen, 40 Jahre halte ich für einen Witz. Alleine Ghaddafi hat schon genug Möglichkeiten für sowas...aber auch Nigeria...Wüste haben sie alle da. Wenn lokal genug Geld da ist, kann soein Konsortium eigentlich nur pleite gehen.
--
mfg,
gUnther
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gUnther nanonm schrieb:

BTW selbst Iran ist und war ein zuverlssiger Handelspartner Gegenteiliges drfte schwer zu finden sein. Man sollte das Geschftsverhalten dieser Lnder beurteilen und das ist in der Regel zuverlssig. -- mfg hdw
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Hi, reichen die Jahre nicht, in denen Öltanker nur gegen cash beladen wurden?

Nigeria ist nicht gerade eine sichere Gegend. Und der Iran auch nicht. Insbesondere wenn man bedenkt, was genau der Handel da transportiert...zuverlässige Beziehungen braucht das Atomprogramm sicherlich....Ersatzteile und so fallen ja nicht vom Himmel. Außerdem sind diese Länder instabil, jederzeit kann da eine Revolution losbrechen, kann es zu staatlichen Enteignungen kommen. Stabile Demokratien mit voraussagbarem Verhalten sehen anders aus.
--
mfg,
gUnther
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gUnther nanonm schrieb:

Weder die damalige UDSSR war noch China sind Demokratien wie wir sie gern htten, trotzdem zuverlssig. Wenn wir uns die Handelspartner nach ihrer jeweiligen Gesellschaftsornung aussuchen, bekmen wir zuverlssig Probleme.
-- mfg hdw
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Hi, aber wir suchen sie doch aus...China ist eine Oligarchie, aber doch sehr verläßlich vorhersagbar im Verhalten, genau wie Rußland. Dagegen sind die Handelsbeziehungen mit Nordkorea, Iran und dem Jemen alles andere als simpel...dabei meine ich weniger die Politick als die Geldströme. Banker wollen Rendite sehen, spielen um Gewinne wie Du am Roulette, aber wenn Dir nicht klar ist, ob Du beim Rausgehen den Kopf nachgeworfen kriegst oder ihn selber weiternutzen darfst...Du vermeidest das Spiel. Stabilitäts-Image wird von Rankingagenturen gemessen und in Form von Zinsen bewertet, genau wie Lloyds bei Schiffen. Die entstehenden Probleme kann man gut angesichts Venezuelas sehen, dessen Enteignungspolitick zu einer Investitionsblockade führt, was die Probleme des Landes eher verschärft als wirklich zu helfen.
--
mfg,
gUnther
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