el. W√§rmepumpe f√ľr Hochtemperatur (400->800¬įC)

Jan Bruns schrieb:


Hallo,
nur geht es bei den Turbinenrotoren nicht darum das sie ohne Belastung noch ihre Form behalten sondern sie m√ľssen die ganz erheblichen Fliehkr√§fte bei Nenndrehzahl aushalten. Dazu darf der Werkstoff bei 700 ¬įC noch nicht erheblich an Zugfestigkeit verlieren. Du √ľbersch√§tzt Dein Gef√ľhl doch wesentlich, eine geeignete Pr√ľfmaschine kann es nicht ersetzen.
Bye
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Uwe Hercksen:

Naja, jetzt wo Tom die angepeilte Anwendung dargelegt hat, kann ich sagen: Ja, kann sein.
Wenn es aber z,B, darum gegangen w√§re, da√ü eine dt. Firma auf ihrem Flachdach eine Parabol-Thermosolaranalge hat, die 400¬įC liefert, und damit irgendwie Alu geschmolzen werden soll, oder irgendsowas, dann h√§tte sich ein v√∂llig anderes Anforderungsprofil ans Material ergeben.
Ein Kraftwerk bauen ist ja schon ein bisschen was anderes, als eine Anlage, die einfach erstmal nur funktionieren muss.
Gruss
Jan Bruns
--
Ein paar Fotos: http://abnuto.de/gal /

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Am 06.06.11 07.01, schrieb Jan Bruns:

da d√ľrftest Du einer tiefgreifenden Fehleinsch√§tzung aufsitzen. Derzeit wird im Kraftwerksbau gerade der Umstieg von 535¬įC Frischdampftemperatur auf ca. 620¬įC, anvisiert werden 700¬įC, realisiert - mit ziieemlich viel Entwicklungsaufwand, der eine ziieemlich lange Zeit erfordert hat.
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Beispiel: GuD Stand der Technik: Gas(Luft) und Dampf, Wirkungsgrad > 60 % http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/313555.html
Beispiel: Dampf Temperatur 700¬įC, Druck = 195 bar, Wirkungsgrad ~ 41 % http://home.arcor.de/janch/_news/20110607-dampf-kraftwerk /
MfG JCH
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Was spricht dagegen, eine W√§rmekraftmaschine zwischen 400¬įC und 100¬įC laufen zu lassen, einen Dynamo damit anzutreiben und den in eine schn√∂de Heizwendel zu speisen? Das sind doch jeweils lange erprobte Baugruppen. OK, der OP hat genau(?) danach gefragt.
--
Gruß, Raimund
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begin quoting, Raimund Nisius schrieb:

Der Wirkungsgrad.
Gruß aus Bremen Ralf
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Am Sun, 05 Jun 2011 15:22:50 +0200 schrieb Ralf . K u s m i e r z:

Eben. Ich dachte eigentlich, dass dies aus meiner Anfrage im OP offensichtlich ist: es geht darum, Strom√ľbersch√ľsse m√∂glichst effektiv zu speichern.
Vor einiger Zeit habe ich hier einen Hochtemperaturspeicher diskutiert, der in der Praxis wohl durchaus auf Wirkungsgrade von 40 bis 50% kommen könnte. Ich habe mittlerweile erfahren, dass de DLR an genau solchen Hochtemperaturspeichern forscht. Die derzeit viel diskutierte Speicherung via Methansynthese kommt dagegen auf vielleicht 30 bis 35% Wirkungsgrad.
Mit einer Hochtemperatur-Wärmepumpe könnte, je nach Leistungszahl, der Wirkungsgrad der Stromspeicherung gesteigert werden und eventuell in die Nähe von den schätzungsweise 65 bis 75% skandinavischer Pumpspeicherkraftwerke kommen.
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Tom Berger:

Nee, das ist bei mir zumindest auch nicht √ľbergekommen. Ich hatte bspw. eher in die Richtung gedacht, da√ü Du bspw. ausgehend von einer thermosolaren W√§rmequelle irgendeine Prozessw√§rme erzegen willst oder sollst.

Warum eigentlich Hochtemperatur? Handelst Du Dir damit nicht doch mehr Schwierigkeiten ein, als Du beseitigst?
Gruss
Jan Bruns
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Am 06 Jun 2011 05:08:46 GMT schrieb Jan Bruns:

Wirkungsgrad!
Nimm beispielsweise solarthermische Kraftwerke wie Andasol, die, weil sie temperaturinstabiles √Ėl als √úbertragungsmedium nutzen, auf einen Temperaturbereich bis knapp unterhalb 400¬įC beschr√§nkt sind und deshalb mit ziemlich kleinen Wirkungsgrad laufen. Bei Niedriglast im Netz wird √ľbersch√ľssige W√§rme gespeichert, aber zu diesen Niedriglastzeiten wird man auch oft Strom√ľbersch√ľsse aus Windkraft haben. Warum also nicht mit √úberschussstrom diese 400¬į-Speicher mit m√∂glichst viel Effizienz auf 700¬į bringen?
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begin quoting, Tom Berger schrieb:

Was ist damit gewonnen?
Gruß aus Bremen Ralf
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Am Mon, 06 Jun 2011 14:03:49 +0200 schrieb Ralf . K u s m i e r z:

Strom zu Zeiten, in denen das Netz auch belastet ist.
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begin quoting, Tom Berger schrieb:

Witzbold. Die Frage ist, welchen Vorteil eine Speicherung bei h√∂herer gegen√ľber einer solchen bei niedrigerer Temperatzr denn h√§tte, speziell bezogen auf den Speicherwirkungsgrad. Was man beim Entladen des Hochtemperaturspeichers an Carbotwirkungsgrad gewinnt, hat man n√§mlich just zuvor beim W√§rmepumpen verbraten. Simplerweise wird die W√§rmepumpe n√§mlich von einer WKM angetrieben, die die W√§rme auf dem niedrigeren Temperaturniveau teilweise herunterk√ľhlt auf die Tempewratur des kalten Reservoirs und dabei aus der Entropiedifferenz Leistung zum "Hochpumpen" entnimmt, meinetwegen auf dem Umweg √ľber einen dampfturbinengetriebenen Generator.
Das riecht verdächtig nach "nicht einmal ein Nullsummenspiel".
Gruß aus Bremen Ralf
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Am Tue, 07 Jun 2011 01:14:54 +0200 schrieb Ralf . K u s m i e r z:

W√§rmespeicher k√∂nnen sehr billig und hoch effizient gebaut werden. H√∂here Temperatur speichert bei derselben Speichermasse mehr W√§rme als niedrige Temperatur. Man braucht weniger Strom zur Erw√§rmung des Speichers von 400¬įC auf 700¬įC als von 100¬į auf 700¬į. Und mit einer W√§rmepumpe braucht man eventuell nochmals so viel weniger Strom, dass dabei der h√∂here Wirkungsgrad der h√∂heren Temperatur die Kosten der W√§rmepumpe ausgleicht.

Ja, klar. Aber Du √ľbersiehst die wirtschaftliche Seite. Bei Niedriglast im Stromnetz krieg ich auch sehr billigen Strom, den ich mittels W√§rmepumpe noch billiger zur Temperaturerh√∂hung des Speichers einsetzen kann, als wenn ich den Speicher einfach mit einer Heizwendel aufheize.
Es geht ganz einfach darum, so billig wie möglich so viel Energie wie möglich in Form von Wärme zu speichern, um daraus dann später bei hohen Strompreisen im Netz so viel wie möglich gut verkäuflichen Strom daraus zu machen.
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Tom Berger:

Aber nicht ohne einen Preis. Dem Gesamtwirkungsgrad ist es sicher nicht zuträglich, wenn eine Maschinenkombination mit stark schwankenden Temperaturpaarungen zurechtkommen muss.
Speichervolumen ist hingegen einfach billig, sagst Du selbst, warum also gerade da noch um einen Faktor 2 herumknapseln, erkauft durch schwerer zu handhabende Temperaturen?

Das sind aber keine der Speicherung zuzuschreibenden Fr√ľchte.

Gut. Wenn das die primären Anforderungen sind, ist es doch aber erstmal ziemlich sinnfrei, Lösungen in anderen Temperaturbereichen auszuklammern.
Tust Du ja vielleicht auch gar nicht, aber das Threadthema hier macht das zumindest.
Gruss
Jan Bruns
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Am 07 Jun 2011 02:29:52 GMT schrieb Jan Bruns:

Weil man sonst die doch recht teuer mittels Spiegeln gewonnene W√§rme nur ineffizient speichern kann. Da ist, wenn man denn wie in Andasol unbedingt √Ėl als √úbertragungsmedium nehmen will, bei 400¬įC die Grenze. Damit man damit einigerma√üen gro√üe W√§rmemengen speichern kann, nimmt man einen Latentw√§rmespeicher, und der ist wiederum nicht ganz so billig und bereitet wohl auch wegen des st√§ndigen Phasenwechsels Probleme bei der W√§rmeableitung.

Naja, es gibt einen Prototypen eines Solarkraftwerks in J√ľlich, der Luft als √úbertragungsmedium verwendet und den Speicher bis auf ca 800¬įC aufheizt. Damit l√§sst sich dann eine Dampfturbine mit sehr ordentlichem Wirkungsgrad betreiben. In Andasol ist das anders, da sind die Speichermengen folglich auch recht gering. Mir ging es darum, dort die maximal zur Verf√ľgung stehenden 400¬įC mit billigem √úberschussstrom m√∂glichst effizient auf m√∂glichst hohe Temperaturen hochzupumpen.
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Mit 1 kg/s Luft kannst Du ca. 105 kW netto Leistung speichern. Das bei einer Temperaturerh√∂hung von im Mittel t_u = 445¬įC auf t_o = 710¬įC.
Durch Umschalten von W√§rmepumpe auf Gas-/Luftturbine kann die Leistung von 105 kW abz√ľglich Verluste zur√ľckgewonnen werden. Bei t_u < 445¬įC wird eine entsprechend h√∂here Leistung erreicht.
Beispiel
http://www.map.boku.ac.at/fileadmin/_/H89/H893/AG-THD/Grundlagen_Verfahrenstechnik/Kapitel_5.pdf
In Anlehnung 4.8.4 Aufgabe 4 Seite 5/42, aber Hochtemperatur
Siehe
http://home.arcor.de/janch/_news/20110606-waermepumpe /
MfG JCH
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Am Sun, 05 Jun 2011 05:17:10 +0200 schrieb Ralf . K u s m i e r z:

Naja, die 700¬įC hab' ich bewusst so angesetzt, weil das ungef√§hr die derzeitige Obergrenze dessen ist, was in modernen Kraftwerken erreichbar ist. Dass es Kohlekraftwerke mit 50% Wirkungsgrad gibt, liegt im Wesentlichen an der h√∂heren Temperaturbest√§ndigkeit neuer Turbinenschaufeln.
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Hi, keramische Schaufeln und K√ľhlluftsp√ľlung sind doch heutzutage Standard.

Hier liegt der Hase im Salat...egal was Du hier machst, es dauert. Entweder also große Kontaktflächen mit langen Transportwegen oder hohe Fließgeschwindigkeiten mit hohen Reibungsverlusten.

Es hätte gewisse Vorteile etwa bei einer Plasma-Technologie. Oder um gewisse problematische Bestandteile zu entsorgen, etwa Chlorchemie.

Eher viel Wärme aufnimmt und "noch mehr" Wärme abgibt. Aber vermutlich kennt Bremen auch ineffiziente Modelle, ist ja ne Uni.

gg: Absorberk√ľhlschrank
--
mfg,
gUnther
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Tom Berger:

Vielleicht irgendwo bei diesen Leuten, die W√ľstensonne vergasen wollen?
Gruss
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Wenn man Gasturbinen mit hohen Temperaturen bauen kann, kann man mit den gleichen Materialien auch Verdichter bauen. Damit bietet sich eine Gas(kälte)maschine als Wärmepumpe mit Luft als Medium an:
Siehe
http://www.map.boku.ac.at/fileadmin/_/H89/H893/AG-THD/Grundlagen_Verfahrenstechnik/Kapitel_5.pdf
Kapitel 5.5.
MfG JCH
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