Windkraft - thermische Energiespeicher

Hallo, Emil,
Du meintest am 23.12.09:


Christoph verbreitet mal wieder Werbefuzzy-Jargon. "dass möglichst jede anfallende Abwärme einer sinnvollen Verwendung zugeführt wird" enthält sehr viel Gummi. "möglichst" ist unendlich dehnbar, und wenn das nicht reicht, dann schlägt die Einschränkung "sinnvoll" zu - wer definiert die passenden Kriterien?
Es dürfte einfacher sein, einen Pudding an die Wand zu nageln, als von Christoph belastbare Daten für die Wirtschaftlichkeit seiner Phantasien zu bekommen.
Viele Gruesse! Helmut
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Fr Wrmepumpen werden Flchenheizungen (FBH, Wandheizung) mit mglichst niedrigen Vorlauftemperaturen bentigt. Die Kosten fr eine solche Nachrstung (Estrich/Bodenbelge entfernen) in einem Altbau samt Wrmepumpe/Tiefenbohrung schtze ich auf locker 50.000 EUR. In einem solchen Fall drfte ein BHKW betrieben an den vorhandenen Heizkrpern mit Abstand die wirtschaftlichere Wahl sein.

Das gilt fr Neubauten, aber beim Hausbestand besteht in der Regel keine Nachrstpflicht - ausgenommen bei greren Hausum-/Anbauten.
Ein EFH auf einen aktuellen Wrmedmmstand zu bringen bedeutet mindestens Dachplatten runter, Lattung runter, Aufdachdmmung drauf, neue Dachlattung, neue Dachplatten, neue Fenster, Wrmedmmverbundsystem Aussenwnde, Kellergeschodeckendmmung. Laut den Erfahrungen von Bekannten bist du da mit rund 60.000 EUR dabei. Das Haus ist dann aber beileibe noch kein Nullenergiehaus, sondern bentigt mit vielleicht 70kWh/m2 im Jahr immer noch eine Heizung, welche vielleicht auch zur Auswechslung ansteht.
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On Wed, 23 Dec 2009 04:13:24 -0800 (PST), Martin Kobil

Es ist aber nicht die ökologisch die erste Wahl.

Genau an diesem Punkt muss angesetzt werden.

Di 70 kWh/qm sind doch schon was. Dafür kann man dann in der Regel schon eine Wärmepumpe nutzen. Für ein BHKW der üblichen Größe ist dann der Wärmebedarf zu gering für einen wirtschaftlichen Betrieb. Bei 10.000 kWh Wärme pro Jahr hat man bei einen BHKW mit einer Wärmeleistung von 10 kWh nur eine Laufzeit von 1.000 h. In diesen 1000 h könnte es dann vielleicht 3.000 kWh erzeugen. Selbst wenn man 20 ct/kWh für 100 % Eigenverbrauch rechnet, kommt man auf gerade mal 600 ¤ Stromeinnahme pro Jahr. Davon gehen dann die erhöhten Brennstoffkosten, Wartung und sonstige Kosten ab. Von dem was dann übrig bleibt müssen die Mehrkosten gegenüber einer herkömmlichen Heizung finanziert werden. Das ist kaum möglich. Und da die realen Einnahmen pro kWh deutlich unter den 20 ct/kWh sein werden, ist es praktisch unmöglich da noch ein BHKW wirtschaftlich zu betreiben. Und mit Astrohs wäre es noch schlimmer.
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Emil Naepflein schrieb:

Was spricht dagegen, GuD bzw. Vergleichbares auch in klein zu bauen? Technisch spricht nichts grundsätzlich dagegen. Ist vor allem eine Frage des Entwicklungsaufwands und damit des Marktes, der darüber entscheidet, was entwickelt wird und was nicht. Dann fällt die trotzdem noch reichliche Abwärme dort an, wo sie genutzt werden kann und eben nicht auf der Grünen Wiese, wo sie weggeworfen werden muss.

Richtig. Was würdest du also konkret machen?

Wenn ich frage, was du konkret machen würdest und darauf antwortest, dass wirtschaftliches Denken nicht ausreicht, sondern auch ökologisches Denken dazu gehört, dann kommt in mir der Verdacht auf, dass du das mit der Wirtschaftlichkeit irgendwie noch nicht richtig verinnerlicht hast. Deshalb habe ich das noch etwas erläutert. Eine Antwort darauf, was du konkret tun würdest, habe ich trotzdem noch nicht erhalten. Das Thema scheint dir irgendwie unangenehm zu sein.

Dann solltest du so schreiben, dass man das auch so erkennen kann.

Deshalb habe ich nach deinem Verständnis von Wirtschaftlichkeit gefragt. Interessanterweise siehst du Wirtschaftlichkeit und Ökologie als zwei völlig getrennte paar Stiefel. Wenn Wirtschaftlichkeit allerdings das Verhältnis von Nutzen geteilt durch den dafür nötigen Aufwand ist und du beides getrennt betrachten willst, dann frage ich mich, ob Ökologie denn wirklich nichts mit Nutzen und Aufwand zu tun hat.

Das hängt nun mal mit der Marktbeschaffenheit zusammen. Sie ist genauso ein menschengemachtes Produkt wie ein Taschenmesser oder ein Auto. So, wie man jedes Produkt vom reinen Murks bis zu einem echten Edelteil ausführen kann, kann man auch die Märkte gestalten. Dementsprechend gibt es dann auch Länder, die aus ihrem Entwicklungslandstatus jahrzehntelang einfach nicht heraus kommen und Länder, in denen die Wirtschaft floriert und es Leuten wie Umwelt gut geht. Ohne intakte Umwelt geht es den Leuten nicht gut.

Was macht den Unterschied zwischen Wirtschaftlichkeit und Ökologie?

Da stellt sich jetzt ernsthaft die Frage, was der eigentliche Sinn von Nullenergiehäusern ist. Geht es darum, eine offizielle Definition zitieren zu können, in der präzise definiert wird, auf welche Art damit Energie IM HAUS gespart werden kann oder geht es darum, Energieeinsatz zu vermeiden?
Wenn ich dich richtig verstehe, kann letzteres nicht stimmen. Denn dann müssten ggf. auch andere Dinge in die Betrachtung mit einfließen, die sich nicht unmittelbar im Haus abspielen. Mir engt eine solche Betrachtungsweise den Blickwinkel allerdings in unzulässiger Weise ein. Damit wird es nämlich unmöglich, ordentliche Gesamtkonzepte aufzustellen. Dann bleibt es der isolierten Betrachtungsweise der Häuser, der Kraftwerke, der Autos, der Industrie. Dabei liegt der Schlüssel zum Gelingen im Vernetzen!
Nur wenn vernetzt gedacht und gehandelt wird, ist es überhaupt denkbar, die Mobilität mit nur noch 5% Energie genauso flexibel und sogar noch komfortabler zu betreiben, als das heute der Fall ist. So lange der eigene Tellerrand immer nur auf ein Produkt beschränkt bleibt (hier Haus), ist es grundsätzlich nicht möglich, sinnvolle Synergien zu erkennen.

garantiert nicht. Energieerzeugung ist Sache vom Lieben Gott, die wir Menschen so schnell nicht hin kriegen werden.

???
Du meinst wahrscheinlich umgesetzte Energie.

Doch. Die Energiedichte und damit das flächige und nicht lokal zentrierte Vorkommen. Zudem die Feststellung, dass elektrische Energie recht preiswert und verlustarm in Leitungen transportiert werden kann. Energieformen niedriger Dichte (also insbesondere die regenerativen) müssen dagegen sehr aufwändig transportiert werden, was wirtschaftlich und umweltverträglich sinnvoll nur über möglichst kurze Distanzen erfolgen sollte.

Muss es das denn gleich GARANTIEREN? Warum reicht es nicht, wenn man dafür schlicht deutlich bessere Voraussetzungen schafft als heute?

Eine Frage der Programmierung. Man gibt damit die Rahmenbedingungen für die konkrete eigene Anlage vor.

Gleichzeitig wird damit be- bis verhindert, dass damit die landgebundene Mobilität mit nur noch 5% der heute nötigen Energie betrieben wird. Warum sollte das sinnvoll sein? Der Verkehr braucht ähnliche Energiemengen wie die Gebäudeheizung.

Warum meinst du wohl, halte ich ASTROHS für sinnvoll? Habe ich bestimmt schon hundert mal erklärt... Massenproduktion... Preiseffekt...

was soll an einem subventionsgetriebenen Markt erstrebenswert sein? Wäre es nicht besser, gleich Strukturen aufzubauen, die solche Subventionen von vornherein überflüssig machen?

Ich habe dich aus gutem Grund danach gefragt, wie du dich konkret verhalten würdest, wenn es ASTROHS gäbe. Darauf bist du mit keinem Wort eingegangen.

Dann müsstest du es ja für sinnvoll erachten, wenn möglichst sämtliche Heizkessel stillgelegt werden und wenn das möglichst schnell ginge. Bis alle Gebäude auf Nullenergiestandard umgestellt sind, dauert es sicher 50 Jahre. Die Heizkesselstillegung durch "Kraftwerksersatz" könnten binnen 5...10 Jahren erledigt sein. Vgl. Handy.

Warum gibst du dich 10-20% im 30%-Bereich (Gebäudeheizung) zufrieden, wenn man INSGESAMT auch 50% erreichen kann? Also deutlich mehr, als man für Heizung überhaupt benötigt.

Wieso sollen sie höhere Energiekosten bezahlen müssen, wenn sie weniger davon brauchen?

Du unterstellst, dass es nicht möglich ist, auch kleine Maschinen effektiv zu machen. Das halte ich allerdings für einen entscheidenden Irrtum.

Langsam glaube ich, wirst du die Zusammenhänge nie verstehen.

Sollte sich das denn widersprechen?

Ähem - dann kostet es wohl auch zusätzlich Geld, es mal etwas kälter wird. Kostet mehr Energie. Klar. Aber man baut doch deshalb keinen neuen Heizkessel ein. Man baut von vornherein einen ein, der auch die kälteste Zeit bewältigen kann. Wird man mit Strom-Wärme-(Kälte-)Kopplung auch nicht anders machen.

Was vermutest du denn, dass so ein Ding zusätzlich kosten wird? Mir scheint, dass da unsere Vorstellung sehr weit auseinander liegen. Wenn ich wüsste, aus welcher beruflichen Ecke du argumentierst, dann könnte ich deine Denkweise vielleicht etwas besser nachvollziehen.

WIE viel mehr? Ein größerer Kaugummi kostet mitunter auch etwas mehr als ein kleinerer. Ist DESHALB ein größerer Kaugummi automatisch auch gleich unerschwinglich?

Wir drehen uns im Kreis. Du redest vom Jetzt. Ich vom Zustand, der sich mit ASTROHS einstellen würde.

Nein. Davon sind sie noch GANZ WEIT WEG. Ihr theoretischer Wirkungsgrad liegt so bei guten 70%. Realisiert werden aktuell rund 11...25%. Da ist also noch jede Menge Entwicklungspotenzial drin. Man braucht eigentlich nur einen guten Grund, dieses auch auszuschöpfen. Den bietet der aktuelle Markt allerdings nicht.

So geht das nun mal, wenn man Zukunftsszenarien entwickeln und gegeneinander abwägen will...

Mir scheint, dass du gar nicht verstehen willst.
Wenn jetzt nur 10...25% von über 70% realisiert werden, dann ist man selbst mit 60% noch ein gutes Stück von der theoretischen Grenze weg. Was i.d.R. wirklich richtig teuer wird, sind immer die letzten paar Prozent.

Die Anlage selbst wird auch etwa das Gleiche kosten. Weil sie allerdings deutlich mehr Nutzen bringt als ein Heizkessel oder eine Gebäudedämmung, wird man sie sicher zu etwas (!) höheren Preisen verkaufen (können).

Mir scheint, dass du dich mit Kraft- und Arbeitsmaschinen noch nicht sonderlich viel beschäftigt hast. Der Wirkungsgrad beider Motortypen ist nämlich durchaus sehr ähnlich. Ein Stirlingmotor kommt auch noch mit weniger Teilen aus. Warum also sollte er grundsätzlich teurer als ein Diesel sein?

das vermute ich auch. Deshalb wird man per Diesel- oder Ottomotor wahrscheinlich einen Kat brauchen und für einen Stirling nicht.

Pelletöfen entlassen ziemlich heiße Abgase mit entsprechend hohem Schwebstoffanteil. In Stirlingmotoren wird man allerdings versuchen, möglichst viel Energie durch die Maschine hindurch zu bringen. Deshalb kühlt z.B. Sunmachine die Abgase bis zur Kondensationsgrenze runter und realisiert damit Brennwerttechnik. Die Schwebstoffe finden sich dann im Kondensat wieder, das vermutlich ein sehr guter Pflanzendünger sein wird, den man vielleicht sogar noch verkaufen kann.
--
Servus
Christoph Müller
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Also schrieb Christoph Müller:

Ich versuche den Grundgedanken mal mit meinen Worten zusammenzufassen:
* Strom wird soweit möglich primär aus Wind, Sonne und Wasserkraft gewonnen, also da, wo der Primärenergieeinsatz nix kostet. * Alle andere Energieumsetzung sollte grundsätzlich dezentral und wärmegeführt stattfinden, die Stromerzeugung sozusagen nebenbei laufen. * Wird zu gewissen Zeiten mehr Strom benötigt, als durch die regenerativen Energien verfügbar, gleichen die kleinen BHKWs den Mangel aus. Damit wird zwar u.U. zu viel Wärme produziert, die man irgendwo wegheizen muss (wenn man sie nicht speichern kann), was aber in der Summe immer noch deutlich weniger ist als das, was ein permanent laufendes Grosskraftwerk sowieso ungenutzt verheizen müsste. Dann wird der Strom entsprechend teuer vergütet, marktgerecht halt. * Wird lokal mehr Wärme gebraucht und damit dank Kraft-Wärme-Kopplung potenziell auch mehr Strom erzeugt, als gebraucht würde, sinkt der Strompreis. Damit ist es sinnvoller, den Strom gleich lokal zum Heizen mit einzubeziehen, als ihn zu verkaufen. Damit erreicht man eine sehr gute Ausbeute aus der Primärenergie.
Das technische Problem an der Sache wird sein, bei Kleinmaschinen den gleichen oder einen ähnlich guten Wirkungsgrad hinzubekommen wie bei Großmaschinen. Das haben wir schon im Studium gelernt, dass größere Maschinen immer einen besseren technischen Wirkungsgrad haben als kleine. Bei systemischer Sichtweise sieht es ggf. schon wieder anders aus - wenn man die Leitungsverluste bis zum Verbraucher mit einbezieht. Da kommt man sicher insgesamt in gleiche Größenordnungen.
Die Weiterung des Ganzen in Form eines Railtaxis oder wie auch immer der Verkehr reorganisiert werden soll, halte ich allerdings für eine Schnapsidee.
Ich habe dagegen schon öfter über eine Art Cablecar-System nachgedacht, mit einer Führungsschiene und einer Gliederkette o.dgl. in der Fahrbahn eingelassen, wo sich Autos und Lastwagen einfach mit einem Unterflur-Zughaken einklinken könnten, und bei Bedarf die externe Traktion auch einfach wieder verlassen. Alle paar 100m würde dann ein starker E-Motor unter der Fahrbahn für den Antrieb sorgen, mit konstant 100 km/h bspw. Das würde unschlagbar dichte Fahrzeugabstände zulassen. Man könnte den Einklink-Haken dann noch mit elektrischen Kontakten versehen und Elektroautos a) während der Fahrt aufladen und b) diese als Traktionshilfe nutzen. Was deren Reichweite enorm verlängern würde. Das wäre also für einen absehbaren jahrelangen Mischbetrieb aus Elektro- und konventionellen Autos gut geeignet. Freilich müsste man über Fragen der Sicherheit nachdenken, sowie An- und Abdockmanöver technisch gut austesten, etc. Vielleicht bräuchte auch jedes geeignete Auto dann Puffer vorne und hinten, etc. Auch über die Wartbarkeit und Ausfallsicherheit muss man nachdenken. Aber unlösbar ist sowas sicher nicht.
Ansgar
--
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Ansgar Strickerschmidt schrieb:

Richtig. Biogas aus der Abfallverwertung fehlt noch.

Jain. Wärmegeführt würde ja heißen, dass alleine der Thermostat darüber entscheidet, ob die Anlage läuft oder nicht. Tatsächlich sollen aber die lokalen Wärmespeicher und Gewohnheiten der Bewohner in das Geschehen mit einbezogen werden, damit die Anlage möglichst nur dann läuft, wenn der Strom am teuersten verkauft werden kann.

Richtig.
Richtig.
Das ist die Frage. Selbst kleine PKW-Motoren schaffen und guten Bedingungen schon 40%. Mehr als ein Kernkraftwerk und etwa so viel wie ein Kohlekraftwerk. Dabei sind diese Motoren gar nicht mal auf besonders hohen Wirkungsgrad ausgelegt, weil es eben noch sehr viele andere Dinge gleichzeitig zu optimieren gibt. Drehfreudigkeit, Gewicht, Drehzahlwechsel, konstantes Drehmoment über einen möglichst breiten Drehzahlbereich, Gewicht usw. Alles Dinge, im stationären Bereich nahezu vernachlässigt werden können. Da sind ganz andere Dinge wichtig. Der Wirkungsgrad wäre - wenn ASTROHS realisiert wäre - ein durchaus sehr wichtiges Entwicklungsziel. Dann muss so eine Anlage noch leise sein und seinen Brennstoff sauber abarbeiten. Größe, Gewicht und Drehfreudigkeit werden allerdings nur eine sehr untergeordnete Rolle spielen. Deshalb wird man sogar mit sehr schmalbandigen und effektiven Resonanzsystemen arbeiten können.

Das gilt aber NUR dann, wenn man diese Maschinen brutal runterskaliert und weiter nichts macht. Allerdings tun sich mit dem Runterskalieren Möglichkeiten auf, die man mit großen Anlagen NICHT mehr hat bzw. die dann unbezahlbar würden. Da wären z.B. sehr hohe Drücke, die sich in kleinen Strukturen wesentlich einfacher beherrschen lassen als in großen. Die Verwendung von hochtemperaturfähigen Keramiken als Wärmetauscher würde in großen Strukturen wohl sehr schnell zum Versagen führen. Hohe Drehzahlen sind in großen Strukturen aufgrund der Fliehkräfte kaum zu realisieren. Die Festigkeit der meisten Werkstoffe nimmt einfach mit kleiner werdenden Strukturen z.T. sogar ganz erheblich zu. Statt aufwändiger spanabhender Verarbeitung können kleine Strukturen leicht geprägt oder geätzt oder sonst einem preiswerten Verfahren in großen Mengen produziert werden. Das alles führt dann letztendlich dazu, dass man die Maschinen nicht einfach runterskalieren wird, sondern dass man die kleinen Anlagen komplett neu entwickelt, um auf diese und weitere Effekte sinnvoll eingehen zu können. Da die Thermodynamik allerdings für kleine wie große Anlagen gilt, spricht nichts dagegen, dass man auch mit kleinen Anlagen ordentliche Wirkungsgrade erzielt. Man muss auch nicht unbedingt Otto- oder Dieselmotoren verwenden. Stirlingmotoren, therm- und magnetionische Wandler, Brennstoffzellen, usw. sind ja auch noch möglich. Und was Stirlingmotore betrifft - die kann man im Prinzip selbst als 100-kHz-Membran-Resonanzsystem mit Lineargenerator realisieren. Hätte vermutlich den Vorteil, dass das Thema "Totraum" damit in die Bedeutungslosigkeit entlassen werden könnte. Sowas erfordert natürlich erst mal gewaltigen Entwicklungsaufwand, den man sicher nur dann leisten wird, wenn hinreichend große Absatzchancen gesehen werden. Subventionen sind da immer ein heikles Thema weil sehr von der politischen Tageslaune abhängig. Besser wäre wirklich fundamentale Wirtschaftsgrundlage wie z.B. ASTROHS.

Schade.
Denkbar. Wie wird das Problem gelöst, dass sich die Fahrzeuge allmählich in die Straße eingraben und sich in diesen Kuhlen Wasser und Dreck sammelt und auch gefrieren kann?

Die gibt's per Railtaxi auch. Da wird typischerweise waggonähnlich im Null-Abstand gefahren.
Wie wird so ein niedriger Abstand mit deinem Vorschlag realisiert? Wie werden die Fahrzeuge auf die 100 km/h beschleunigt? Wie wird sichergestellt, dass das Einklinken auch funktionieren wird? Wäre ja blöd, wenn da schon jemand am Kabel hängen würde, wo ich mich grade dran hängen will.
Wie wird das Problem der höheren Rollreibung mit Gummi auf Beton oder Asphalt gelöst?
Was passiert, wenn jemand während der Fahrt am Kabel eine dumme Lenkbewegung macht?

ist beim Railtaxi auch vorgesehen.

Wozu soll so ein Haken denn sonst gut sein, wenn nicht als Traktionshilfe? Ich dachte jetzt sogar, dass die Fahrzeuge komplett damit gezogen würden.

Das Railtaxi soll beliebig lange Strecken nonstop fahren können. Egal, ob mit oder ohne Leuten an Bord.

Per Railtaxi kann man auch mit Oldtimern aus den 50er Jahren fahren.

das habe ich mit dem Railtaxi ziemlich intensiv getan. Die Sicherheit ist auch ein Grund dafür, dass der kürzest mögliche Abstand zwischen zwei Anschlussstellen ca. 4...5 km betragen muss.

Stelle ich mir mit deinem Cablecar nicht ganz einfach vor.

Warum nicht gleich eine Kiste, die sowas schon hat und auf die man dann nur noch sein Auto drauf stellt? Beim Railtaxi läuft es genau so. Und wenn man schon so eine Kiste hat, dann kann man ihr auch noch eine Menge beibringen.

Denkbar ist so Vieles...
--
Servus
Christoph Müller
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Hallo,

Du darfst nicht Äpfel mit Birnen vergleichen, also kein Kohlekraftwerk mit einem Diesel. Große Schiffsdiesel kommen schon auf über 50%. Die liegen also deutlich über PKW-Motoren. http://www.patent-de.com/20081009/DE102006047540B4.html http://home.foni.net/~michaelbosch/physics/motortec/engine04.htm http://www.zeit.de/2009/40/Elektroauto http://community.dieselschrauber.de/viewtopic.php?tS09
Entweder vergleichst Du einen großen Diesel mit einem kleinen oder ein großes Kohlekraftwerk mit einem Kohleofen im Keller.
Bei einem BHKW hast Du z.B. noch Kaltstartverluste, wenn dass Ding immer nur kurz läuft. Außerdem muss man auch die elektrischen Verluste von mindestens 5% eher 10 bis 15% berücksichtigen.
Große elektrische Maschinen haben Wirkunsgrade sehr nahe an 100%, mit einem bezahlbaren 2KW-Generator kommt man da bei weitem nicht hin.
Michael
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Michael Rübig schrieb:

Ich habe thermodynamische Maschinen verglichen. Nur ganz grob über den dicken Daumen.

Stellt sich die Frage, wieso dann diese Technik nicht schon längst in Kraftwerken verbaut wird. Da scheint der Wirkungsgrad dann ja wohl doch nicht so die große Rolle zu spielen, wenn man sich mit 40% zufrieden gibt.

lauter verkrampfte Kopfgeburten, wenn man sich derart fachchinesisch ausdrücken muss. Da haben ja selbst Leute aus dem Ingenieurfach schon Probleme das halbwegs flott zu verstehen. Für mich ein ziemlich sicheres Indiz dafür, dass das Patentrecht dringend einer Reform bedarf.

Dass Zweitakter noch lange nicht am Ende sind, glaube ich gerne. Allerdings haben sie prinzipielle Probleme mit wechselnden Drehzahlen. Zweitakter sind was für Resonanzbetrieb bei einer einzigen Frequenz. Dann könnten sie ganz gut funktionieren und vermutlich auch strenge Abgasvorschriften einhalten. Im Auto braucht man allerdings wechselnde Drehzahlen. Aber vielleicht wird ja zusammen mit irgendwelchen Hybridkisten noch was draus.

Das Langstreckenproblem ist noch immer nicht gelöst. Man hofft noch immer auf geeignete Stromspeicher. Momentan in Modeerwartung: Lithium-Akkus. Vor ein paar Jahren waren die Hoffnungsträger noch irgendwelche Hochtemperaturbatterien. Mal sehen. Die Warterei dauert schon über hundert Jahre...

Warum sollte ich das tun? Ich will doch keinen Motorvergleichstest, sondern möglichst wenig Dreck, der sich in unserem Lebensraum anreichert. Ob man das nun mit einem Diesel, 2- oder 4-Takter, einem Otto- oder Stirlingmotor oder gar Brennstoffzellen oder noch exotischere Aggregate hin kriegt, ist mir ziemlich egal. Hauptsache, wir kriegen das Problem vom Tisch.

U.a. aus diesem Grund werden die Mini-BHKWs Preisstatistiken führen, um auf deren Datenbasis besser entscheiden zu können, wann sie am Geschicktesten laufen oder nicht.

Das ist die Frage. Es gibt ganz unterschiedliche Technologien, von denen noch nicht entschieden ist, welche sich durchsetzen wird.

WAS treibt da den Preis derart in die Höhe? Mit welchen Werkstoffen könnte das Problem behoben werden? Welche Fertigungstechnologien müssten zum Einsatz kommen?
Von nur daumengroßen Motörchen im nur einstelligen Wattbereich erwartet man normalerweise Wirkungsgrade um vielleicht 40%. Maxon hat allerdings einen mit 80% im Programm. Man kann also schon was machen.
Wenn ein 08/15-Standardgenerator mit 2 kW (also Größenordnung 1000-fache Leistung) 80% abliefert, dann wird man so ein Ding sicher auch noch deutlich effektiver haben können. Läuft dann auf obigen Fragen raus. Wenn man dafür spezielle Fertigungsmaschinen braucht, dann wird man sie sich in dem Augenblick leisten, in dem die guten Maschinen in großen Stückzahlen verkauft werden können. Für nur kleine Stückzahlen lohnt sich eine solche Anschaffung nicht bzw. die Motoren würden viel zu teuer.
--
Servus
Christoph Müller
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Moin,
Christoph Müller wrote:

Jein, Schiffdiesel laufen mit Diesel, na ja gut, mit etwas, was bei entsprechender Temperatur flüssig ist. Jedenfalls laufen sie nicht mit Kohle.
CU Rollo
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Roland Damm schrieb:

Wir haben hier ein Ölkraftwerk. Dieses arbeitet mit Turbinen und nicht mit Schiffsdiesel. Warum nicht, wenn der Wirkungsgrad die entscheidende Rolle spielen sollte?
Außerdem wurden durchaus schon Versuche gemacht, Großdieselmotoren mit Kohle laufen zu lassen. Da wird z.B. Kohlestaub in Öl aufgeschlämmt und der ganze Schmodder dann eingespritzt und verbrannt. Das Ganze scheiterte dann meiner Erinnerung entsprechend an den abrasiven Eigenschaften des Ganzen, was sich ziemlich negativ aus die Lebensdauer auswirkte.
Fazit: Lebensdauer ist auch wichtig. Nicht nur Wirkungsgrad.
--
Servus
Christoph Müller
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Auch das ist durch Rechnung zu entscheiden!
Siehe einfaches BEISPIEL 1:
* http://home.arcor.de/janch/janch/_news/JavaScriptProgramme/inzi.htm
Zumindest gab es einmal Zeiten wo man das so gemacht hat.
--
Grüße JCH


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On Sat, 26 Dec 2009 09:52:22 +0100, Christoph Müller

Es liegt einmal an der Drehzahl und zum Anderen auch am Gesamtwirkungsgrad. Diesel mit hohen Wirkungsgraden über 50 % haben nur noch eine Drehzahl von weniger als 100 U/min. Für einen herkömmlichen Generator braucht man aber 3.000 U/min. Um das dann mit einem Diesel zu erreicht braucht man dann entweder: - Getriebe - Generator mit entsprechend vielen Polen - elektr. Frequenzumrichter wie bei WKAs
Dies alles kostet zusätzlich gegenüber eine Turbine. Und bei der Turbine kann man dann auch noch über Combined-Cylce noch mehr Energie auskoppeln.
LEtztlich haben sich die Turbinen wegen ihrer Wartungsarmut und dem günstigen Preis in diesem Bereich durchgesetzt.

Die Großdieselmotoren haben schon auch ihre Lebensdauer, die nach Jahrzehnten zählt.
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Moin,
Christoph Müller wrote:

Die Größe spielt auch eine Rolle. Hubkolbenmotoren können auch bei kleinen Abmessungen noch einigermaßen gut funktionieren, Turbinen brauchen eine gewisse Größe. Turbinen lassen sich schlecht runterskalieren. Also je größer, desto eher Turbine. Und Schiffsdiesel sind im Verlgeich zu Kraftwerken eher noch kleinere Anlagen. Und dann noch der Preis: Eine 1kW-Turbine kostet horrend, ein 1kW- Hubkolbenmotor ist vergleichsweise spottbillig. Bei einem 1MW-Aggregat sieht die Sache schon wieder anders aus. Abgesehen davon gab es zumindest auch mal Schiffsantriebe mit Dampfturbinen. Hat sich irgendwie nicht durchgesetzt.
CU Rollo
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Roland Damm schrieb:

Im genannten Kraftwerk arbeiten zwei Turbinen mit je 420 MW, die mit schwerem Heizöl betrieben werden. Schiffsdiesel gibt es bis rund 100 MW. Das Kraftwerk hatte ursprünglich nur zwei 150 MW-Blöcke. Man hätte also auch mit 3 großen Schiffsdieseln arbeiten können.

Preis ist aber nicht Wirkungsgrad. Ich sag' ja, dass der Wirkungsgrad nicht die allein entscheidende Größe sein kann.

Weiß auch nicht, warum. In Kraftwerken ist diese Art von Dampfmaschine jedenfalls üblich.
--
Servus
Christoph Müller
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Christoph Mller schrieb:

Dampfturbinen brauchen lngere Zeit um auf Nennleistung zu kommen. Sie haben dafr aber hhere Wirkungsgrade. Sie eigenen sich besonders fr Tanker. Bei den heutigen kurzen Reaktionszeiten von Kontainerschiffen wohl zu lange?
-- mfg hdw
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Horst-D.Winzler schrieb:

Mag sein.

Eben nicht. Darüber diskutieren wir hier ja gerade. Wäre der Wirkungsgrad nämlich wirklich die alles entscheidende Größe, dann müssten Schiffsdiesel statt Dampfturbinen verbaut werden.
--
Servus
Christoph Müller
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Am 24.12.2009 18:12, schrieb Christoph Müller:

Weil Diesel ein zu teurer Energieträger für Stromerzeugung ist? Öl ist der erste fossile Energieträger, der uns ausgehen wird. Somit wird er auch der teuerste werden. Man sollte das verbleibende Öl für Dinge verwenden, wo es BISHER keine/wenig/schlechte Alternativen gibt, also im Verkehr und zur Wohnungsheizung in Wohnungen, wo es wenig/schlechte Alternativen gibt. Ich wohne hier im Dorf ohne Gasanschluss. Die Sonne ist im Winter 16h ganz weg und 8h hinterm Wald. Derzeit heize ich mit Öl. Wenn die Heizung hin ist, mache ich mir Gedanken über Alternativen (Pellets oder Wärmepumpe). Holzofen kommt eh noch rein.

Ich dachte, wir sind bei Kraftwerken. Da wäre das doch ideal.
Im kleinen Maßstab sind gute Zweitakter wohl zu aufwändig. Die Schiffsdiesel haben ein riesiges leistungsstarkes Gebläse, welches zwischen den 2 Takten den Zylinder spült. Nur dadurch ist eine vernünftige und einigermaßen saubere Verbrennung möglich.

Wir sind bei Kraftwerken. Ich wollte die 50% nur nicht ohne Quellen in den Raum werfen.

Du musst den Energieträger aber immer mit einbeziehen. Ein großes Dieselkraftwerk ist effizienter als ein kleines. Ein großes Kohlekraftwerk ist effizienter als ein kleines. Ein großes Kohlekraftwerk scheint wirtschaftlicher als ein Dieselkraftwerk zu sein.
Warum soll Astrohs das ändern? Die Politik müsste erstmal durch Steuern und/oder Auflagen dafür sorgen, dass Kern- und Kohlekraftwerke unwirtschaftlich werden. Bei Kernkraftwerken wäre das ganz einfach, indem man den Betreibern die Entsorgungskosten und den Betrieb der Endlager in Rechnung stellt und zwar nicht erst dann, wenn das Endlager gebaut wird sondern in dem Moment, in dem er Abfall anfällt.

Wenn der Energieträger Kohle viel biller als Öl bleibt, wird Dein BHKW Probleme haben da zu konkurieren. Und es ist abzusehen, dass der Ölpreis schneller als der Kohlepreis steigt. Ein Kohle-BHKW im Keller würde mit Stirlingmotor (mit entsprechendem Wirkungsgrad) gehen. 20kW Wärme (die im Sommer keiner braucht) und 2kW Strom.

Einerseits sollen BHKW bei Dir die Regelleistung erbringen, auf der anderen Seite will man sie immer möglichst lange mit großen Pause laufen lassen. Es wird schwer, das unter einen Hut zu bringen.

Wenn Du die Generator starr ans Netz koppelst, dürfte der Wirkungsgrad ziemlich gut sein, auf Kosten der Flexibilität. Wechselrichter kommen in der Solarbranche im Wirkungsgradmaximum auf derzeit maximal 96%. Hinzu kommen die Generatorverluste (Erregerstrom, Kupferverluste, Eisenverluste, ...)

An was das genau liegt, weiß ich nicht. Mit was man viel erreichen könnte, wäre ein besserer elektrischer Leiter als Kupfer. Leider gibt es da keine Alternative. Die Kernmaterialien (Eisen) sind die andere Grenze. Für Schaltnetzteile im kHz-Bereich geht es da immer noch gut voran, die Kerne werden immer besser. Wie es bei 50Hz-Technik mit Eisenblechkernen aussieht, weiß ich nicht. Ich denke, da entwickelt sich kaum mehr etwas.

Bei kleinen Elektromotoren ist es ungefähr wie folgt. Wenn man alle Reibungsverluste vernachlässigt, hat der Motor den höchsten Wirkungsgrad weit unter thermischer Nennleistung (aber nicht bei fast Null, wegen Ummagnetisierungsverlusten). Man müsste also einen Elektromtor bauen bauen, der 20kW leisten könnte, aber nur mit 2kW betrieben wird. In der Nähe der Nennleistung steigen dann die Kupferverluste stark an. Dickerer Kupferdraht hilft, braucht aber mehr Platz. Dafür muss man den Anker größer machen, braucht man mehr Eisen. Längerer magnetischer Kreis macht mehr Verluste. Also muss man den Eisenquerschnitt erhöhen, was den Platz fürs Kupfer einschränkt, ... Dann gibt es noch Skin-Effekt, und den Proximity-Effekt. Das ist Physik und nicht mal mit Supraleitern zu ändern. Diese können nämlich keine beliebigen Stromdichten. Bei großen Maschinen spielen aber die Reibungsverluste fast keine Rolle mehr.
Warum große Maschinen trotzdem viel effizienter sind, weiß ich nicht, es ist aber Fakt.

90% schafft man noch relativ leicht, muss aber schon gewaltig überdimensionieren.

Fertigungsmaschinen sind nicht unbedingt das Problem. Die Physik und die verfügbaren Materialien spielen die größte Rolle. Aber Du kannst gerne eine Alternative zu Kupfer entwickeln. Vielleicht gibt es ja mal irgendwann Supraleiter für 100°C. Aber auch das wäre kein Allheilmittel, denn ein Supraleiter verliert über einer bestimmten Stromdichte seine Supraleitung. Also braucht man wieder Querschnitt, damit mehr Eisen, ...
Michael
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Hallo, Michael,
Du meintest am 26.12.09:

Schlicht falsch. Holz ist knapp geworden, Torf auch. Damit haben unsere Ur-Ur-Ahnen noch heizen können, die brauchten kein Erdöl.
Viele Gruesse! Helmut
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Am 26.12.2009 12:50, schrieb Helmut Hullen:

^^^^^^^

Fossile Energieträger ^^^^^^^
Michael
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Michael Rübig schrieb:

Welcher große Schiffsdiesel fährt mit Diesel? Das Zeug für die großen Hochseefrachter muss erst mal ordentlich geheizt werden, damit es sich überhaupt pumpen lässt.

In Ingolstadt läuft ein Ölkraftwerk. Mit Turbine und nicht mit Diesel.

Warum wird dann nicht grundsätzlich nur der billigste Brennstoff verwendet?

Vielleicht.
Ventile haben sie meistens auch noch.

Du machst hier nur Vergleiche zwischen plump skalierten Motoren. Damit läuft alles auf rein geometrische Verhältnisse raus. Allerdings sollte einem bewusst sein/werden, dass die geometrische Skalierung alleine keine große Aussagekraft hat. Mit der Miniaturisierung kommen oft ganz andere Konzepte ins Spiel, die ein ganz anderes Denken erfordern. Beispiel Kugellager. Will ein Maschinenbauer seine Maschine ordentlich laufen lassen, setzt er meisten Wälzlager ein. Erzähle das mal einen Uhrmacher, dessen Uhren 100 Jahre rund um die Uhr laufen sollen und können! So jemand kommt gar nicht auf die Idee, nach Wälzlagern zu fragen. Da verwendet man einfachste Gleitlager, die einem Maschinenbauer die Nackenhaare aufstellen würden. Erzähle dem Maschinenbauer, dass die langlebige Uhr mit Saphier-Gleitlagern ausgestattet ist er doch deshalb ebensolche verbauen soll. Was meinst du, wird dir der Maschinenbauer erzählen? Brüchiges, sündhaft teures Material? Von wegen! So eine Unruh kriegt pro Sekunde mitunter mehrere Hammerschläge pro SEKUNDE ab! Wie kann das Zeug dann "brüchig" sein, wenn es das 100 Jahre überlebt?
Merke: aus rein geometrischer Skalierung auf den Wirkungsgrad schließen zu wollen, läuft auf einen unzulässigen Trugschluss hinaus.

ASTROHS ändert daran nichts. Allerdings wird man damit ganz andere Technologien zur Anwendung bringen, die mit deinen Beispielen nicht viel gemein haben werden.

Setz' denen ASTROHS vor die Nase und beobachte, was dann passiert... Und nun rate mal, wieso zwar mit automatischen Strommärkten seit Jahrzehnten immer wieder rumprobiert, aber immer nur der halbe ausprobiert wird. Nämlich immer nur die Nachfragerseite, aber nie die Angebotsseite. Und immer so angelegt, dass man die Versuche JEDERZEIT abbrechen kann. ASTROHS wird allerdings nur dann funktionieren, wenn es mindestens 10 Jahre garantiert wird. Für einen nur 2- bis 5-jährigen Versuch wird kein Mensch groß in eine vollautomatische Fertigungsstraße investieren.

Es gibt Vieles, womit man irgendwas schlecht und unrentabel machen kann. Das ist NICHT mein Ziel. Mein Ziel ist, dass die KOMPLETTE BEVÖLKERUNG als Handelspartner auf Augenhöhe und nicht als auszunehmende Weihnachtsgans wahrgenommen wird. Dann wird man sich Großkraftwerke vermutlich gar nicht mehr unterhalten müssen, weil sie schlicht überflüssig werden. Kernkraft damit natürlich ganz genauso.

So lange ich noch heizen muss, muss die Logistik ohnehin bedient werden. Es geht nicht nur um den Strom, sondern auch um die Heizung.

Ginge auch mit Biomasse. Vgl. http://www.sunmachine.de

Wo ist das Problem? Dass die Jahressumme nicht auf den Cent genau voraus gesagt werden kann?

Dann können wir uns darüber also gar nicht sinnvoll unterhalten.

Silber gäb's da noch. Und in der Pipeline Carbon Nanotubes. Außerdem kann man noch mit permanent erregten Generatoren arbeiten. So lange die Koerzitivkraft derselben nicht überschritten wird, sollte das zusammen mit Wechselrichtern kein Problem sein.

Wobei es da auch große Unterschiede gibt.

Wenn man eh' die 50 Hz per Wechselrichter produziert, dann ist es doch egal, welche Drehzahl und Frequenz der Generator abliefert. Wird sowieso erst mal alles gleichgerichtet.

Und setzt man auf Brennstoffzellen, therm- oder magnetionische Wandler usw., hilft all dieses Wissen überhaupt nichts mehr. Der Strom wird da mit ganz anderen physikalischen Prinzipien produziert.
--
Servus
Christoph Müller
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