Energie in Wasser

Da mich manche Threads in der letzten Zeit zu Themen wie regenerative Energie aus Wasser, Energiespeicher aller Art und so weiter interessiert
haben, möchte ich auch einen Thread erföffnen.
1. Kann man die potentielle Energie des Wassers effizienter und umweltfreundlich nutzen?
Wenn ich mir die gesamte Niederschlagsmenge in Deutschland in einem Jahr vorstelle und ferner die Höhenunterschiede zwischen Niederschlagsort und Höhe am Ort des "Verlassens des Bundesgebietes" kommt da ein mächtiges Potential heraus. Dieses Potential ist sicherlich nur zu einem Bruchteil nutzbar. Ein Teil des Wassers wird zur Lebenserhaltung biologischer Systeme benötigt, ein Teil industriell genutzt, ein Teil verdunstet....
Klassische Wasserkraftwerke werden mittlerweile auch kritischer betrachtet, weil die Eingriffe in die Ökologie nicht unerheblich sind. Jedoch vermute ich, dass es Ströme von Wasser gibt, die man verhältnismäßig umweltfreundlich zur Energiegewinnung abgreifen kann.
Gibt es Bestrebungen, abfließendes Regenwasser energetisch in kleinerem Maßstab zu nutzen?
Mit einer groben Modellrechnung für meine Heimatstadt habe ich mir bewusst gemacht, dass die theoretisch nutzbare Energiemenge recht gering ist:
V = 2km³/h = 2*10^9m³/a (Niederschlagsmenge Wasser) m = 2*10^12kg g= 9,81m/s² Delta-h = 20m (konservativ geschätzt für bebaute Flächen) (Stadtgebiet zwischen ca. 70m ü.NN und ca. 250m ü. NN) E-Pot = 3,924*10^14J E-pot = 109000000 kWh/a entspricht 12,44MW mittl. Leistung
Ich stelle mir vor, dass man die Energieumwandlung in elektrische Energie an Vorflutern o.ä durchführt. Wenn man 1Promille davon nutzen könnte, wäre es sicher nicht rentabel, ab 1Prozent wird´s vielleicht interessant.
In manchen Gegenden wäre die Rechnung vielleicht günstiger.
Ab welcher Regenabflussmenge lohnt sich diese Betrachtung und wie kann das in kleinen Kraftwerken umgesetzt werden?
2. Kann man den thermische Energie von Wasser effizienter und umweltfreundlich nutzen?
Ich habe mal davon gelesen, dasss in einer Siedlung das Abwasser per Wärmetauscher von 18°C auf 12°C heruntergekühlt wurde und die Energiegewinne als Elektrizität ins Netz eingespeist wurden?
Weiß jemand mehr?
Grüße Georg
Sorry, falls ich mir Zeit lasse, mitzudiskutieren. Bis zum Wochenende werde ich nicht viel Zeit haben.
--
Georg Matejko

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Am Wed, 13 Apr 2011 21:09:34 +0200 schrieb Georg Matejko:

Ich denke, dass die potentielle Energie des Wassers bereits sehr effizient genutzt wird, wo das möglich und sinnvoll ist.

Dazu fehlt es wohl an nutzbaren Höhendifferenzen.

Ja, da kommt nichts heraus, was irgend einen technischen Aufwand rechtfertigen würde. Und vergiss nicht, dass auch die Vegetaion in höheren Lagen auf Wasser angewiesen ist.

Wärmepumpen.
Den Energiegewinn aus dieser Temperaturdifferenz wird wohl kaum jemand in Strom umwandeln. Warum das nicht sinnvoll ist, sagt Dir der Herr Carnot: http://de.wikipedia.org/wiki/Carnot-Wirkungsgrad . Man nutzt den Energiegewinn aber gerne zum Wärmegewinn, um damit Wohnungen zu heizen.
--
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Du müsstest das Wasser irgendwo sammeln. Es muss dorthin fließen, dazu benötigst du entsprechendes Gefälle und das Becken muss dann groß genug sein. Außerdem muss der Abfluss in der Lage sein, immer die abzulassende Menge Wasser aufzunehmen.

Keine Ahnung, aber es kommt wohl eher auf die topografische Situation an, also ein Ort, wo Wasser natürlich zusammenläuft und wo ein Höhenunterschied besteht wäre günstig. Da ist aber vermutlich dann bereits ein Fluss ;-)

Das wird nicht gehen, weil man mit der geringen Temperatur(differenz) keine Wärmekraftmaschine sinnvoll betreiben kann.
Interessant wird es bei Temperaturen deutlich über 100°C, also ein Bereich in dem man den Phasenübergang von gasförmig zu flüssig "anzapfen" kann. Das ist auch der Grund, warum man bei Erdwärmebohrungen meist tiefer als 3000m gehen muss.
Gruß
Stefan
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Am 13.04.2011 21:09, schrieb Georg Matejko: > Gibt es Bestrebungen, abfließendes Regenwasser energetisch > in kleinerem Maßstab zu nutzen?
Man möchte das Trommeln des Regens aufs Dach piezoelektrisch ernten.
http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/287611
Es gibt Wasserwirbelkraftwerke, die mit 70cm Fallhöhe arbeiten.
http://www.heise.de/tr/artikel/Wir-koennten-ein-Atomkraftwerk-ersetzen-1044851.html http://www.heise.de/tr/artikel/Minikraftwerk-im-Fluss-926190.html
Etwas Exotisches: Elektrizität aus der Atmosphäre saugen.
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2010-09/acs-ecf092210.php http://www.popsci.com/science/article/2010-08/hygroelectricity-could-enable-devices-pull-electricity-out-thin-air
Grüße, Joachim
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Joachim Pimiskern schrieb:

http://www.heise.de/tr/artikel/Wir-koennten-ein-Atomkraftwerk-ersetzen-1044851.html
Zitat: "In der Pilotanlage in Schöftland, die mit einem Beckendurchmesser von 6,5 m und einer Fallhöhe von 1,7 m betrieben wird, entstehen je nach Wassermenge 5 bis 15 Kilowattstunden elektrische Leistung. Diese Menge entspricht einer Jahresproduktion von 100.000 bis 130.000 kW und reicht für gut 20 bis 25 Schweizer Familien..."
Da ist wohl jeder Kommentar überflüssig.
V.
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Volker Staben schrieb:

Hallo,
dort wurde nicht behauptet das eine einzige solche Anlage ein AKW ersetzen könnte, sondern das in der Schweiz so viele solche Anlagen gebaut werden könnten das damit ein AKW ersetzt werden könnte.
Die Verwechselung von elektrischer Leistung und Arbeit und der Einheiten kW und kWh ist aber schon grausam und lässt geballten Sachunverstand befürchten.
Bye
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On Thu, 14 Apr 2011, Uwe Hercksen wrote:

Wie viele unserer Politiker und Journalisten, die bestndig ber Atomkraft schwadronieren, knnen wohl die Begriffe Kraft, Energie, Leistung erklren?
-- SolangeTlpelwieHauke?ReddmanndurchsUsenetstolpern istkeinUmlautsicher.
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Am 14.04.11 17.34, schrieb Andreas Prilop:

Das ist ja noch nicht mal das Schlimmste. Aber jeder Vollpfosten könnte erkennen, dass auch an den Zahlen etwas nicht stimmt: aus einem Faktor 3 bei der (vermutlich gemeinten) Leistung "5 bis 15 Kilowattstunden" wird übers Jahr ein Faktor 1,3 bei den "100.000 bis 130.000" (vermutlich gemeinten) kWh. Da hat sich offensichtlich jemand das untere Ende des Bereichs um einen Faktor 2,5 zu hoch schöngerechnet.
V.
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Volker Staben schrieb:

Hallo,
15 kW über 24 Stunden und 365 Tage ergeben jedenfalls 131400 kWh, soweit stimmt es. Die 5 kW aber eben nur rechnerisch 26280 kWh. 5 bis 10 % der Zeit könnte man aber schon für Wartung und Reparatur abziehen. Wenn der Fluß Hochwasser führt oder fast völlig ausgetrocknet ist könnte die Stromerzeugung auch noch unterbrochen werden müssen.
Bye
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Hi, was ist mit anderen Unfällen, etwa Schiffsunglücken, Großfeuern, AKW-Gaus? Was mit "politischen Wirrnissen"? Was, wenn die "linksgerillte Wasserschnake" als bedrohte Art im Turbinengehäuse überwintert? Oder der Lachs steigt?
--
mfg,
gUnther
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Volker Staben wrote on Fri, 11-04-15 06:42:

Nicht notwendig. Nur weil die Momentanleistung über einen großen Bereich schwanken kann müssen nicht alle Teile dieses Bereiches zeitlich gleichverteilt sein. Ich denken die Quelle, von der falsch abgeschrieben wurde (wer richtig abschreiben kann wird minister, nicht Schreiberling) stammt von jemand, der schon etwas mehr kann.
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Auch in diesem Thread wird ständig von »Energie« gesprochen, wo offenkundig Exergie gemeint ist. Also fasse man sich an die eigene Nase!
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Ich habe gerade Deine Mitteilung gelesen und dann tatsächlich mal drangefaßt:-)
--
Gruss Heiner

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Allerdings. Wenn Leistung in kWh und Energie in kW angegeben werden.
Henning
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Am 13.04.2011 23:57, schrieb Joachim Pimiskern:

Also kinetische Energie in eine andere Energieform transformieren.

http://www.heise.de/tr/artikel/Wir-koennten-ein-Atomkraftwerk-ersetzen-1044851.html
Solche Hinweise hatte ich erhofft. Gibt es Bestrebungen/Versuche, ähnlich dimensionierte Anlagen in Regen- oder Abwasserströmen zu installieren?
Grüße Georg
--
Georg Matejko

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Am 14.04.2011 18:18, schrieb Georg Matejko: > Gibt es Bestrebungen/Versuche, ähnlich dimensionierte Anlagen in > Regen- oder Abwasserströmen zu installieren?
Es gibt Wasserhahn-Turbinen, die den Zweck von Druckminderern erfüllen und nebenbei Energie sammeln.
http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/1259074 /
Vor wenigen Jahren wurde ein Effekt beobachtet, bei dem Wasser durch Röhrchen fließt und eine Spannung erzeugt.
"A team of Canadian scientists has discovered a completely new way to make electricity from nothing more than flowing water, it was revealed today.
The breakthrough, the first new method of electricity production for 160 years, could provide free, clean energy for devices such as mobile phones and calculators.
On a large scale, it could conceivably be used to feed power into the national grid."
http://www.smh.com.au/articles/2003/10/20/1066502117600.html http://www.newscientist.com/article/dn4291-tiny-tubes-squeeze-electricity-from-water.html http://iopscience.iop.org/0960-1317/13/6/320 http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/203266.html
Ein Schwitzkraftwerk. Strömendes Wasser mit Luftbläschen zur Isolation erzeugt eine el. Spannung. Wohl so wie beim Bandgenerator.
http://www.newscientist.com/article/dn17538-glass-leaf-sweats-to-generate-electricity.html
Grüße, Joachim
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Georg Matejko schrieb:

Hallo,
wenn man ein Minikraftwerk mit einem Regenstrom direkt betreiben will, dann läuft es nur wenn es gerade regnet, was in den Gegenden mit normaler Regenhäufigkeit zu selten und zu unregelmässig ist. Bei kleineren Flüssen und grösseren Bächen schwankt der Durchfluß zwar auch stark mit dem Regen, aber man kann auch zwischen den Regenfällen Strom gewinnen.
Vor kurzem sah ich eine Fernsehbericht das sich auch ein Team der Uni München mit solchen Kleinkraftwerken beschäftigt. Überall da wo früher mal ein Wasserrad für Kleinbetriebe stand fliesst auch heute noch genug Wasser um damit einige kW zu erzeugen.
Bye
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Am 14.04.2011 18:18, schrieb Georg Matejko:

Beim Abwasser habe ich Bedenken...
Üblicherweise haben die zuständigen Einrichtungen ("Kommunen") das Problem, genügend Gefälle / Schräge herzubringen, um den Dreck mit zu transportieren.
Gl
--
INGWER hilft gegen Übelkeit und Reisekrankheit, Seekrankheit,
Reizmagen, Blähungen, Husten, Kopfschmerzen, Periodenkrämpfe.
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Georg Matejko:

Seltsame Gleichung, Wie kommt man auf die Vorstellung "Kubikkilometer pro Stunde" Regen zu haben? Könnte deuschlandweit hinkommen, wenns überall ein wenig regnet. 2e9 m^3 Regen pro Jahr klingt dagegen nach 2e9 m^2 00 km^2 Fläche (etwa London, das liegt aber nur 15m hoch).

Ich nehme an, daß man bei städtischem Abwasser schon froh sein kann, wenn die ganzen Klärbecken einigermassen energieneutral durchlaufen werden können.
Und ansonsten fliesst doch allgemein genau das Wasser, das die Pflanzen nicht verdunsten wollen, in Flüssen ab, wo man aber ja bereits versucht, das zu nutzen.
http://www.weserkraftwerk-bremen.de/index.php
Gruss
Jan Bruns
--
Ein paar Fotos: http://abnuto.de/gal /

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Am 14.04.2011 07:45, schrieb Jan Bruns:

Sorry, das sollte V = 2km³/a heißen.
Gruß Georg
--
Georg Matejko

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