Energie in Wasser

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.

Auch in diesem Thread wird ständig von »Energie« gesprochen, wo offenkundig Exergie gemeint ist. Also fasse man sich an die eigene Nase!

Da ist mir etwas am Prinzip solcher Kraftwerke auch nicht klar: Ich könnte von oben ein kleines (es hat nicht die ganze Breite des Flußes und taucht auch nicht so tief in diesen ein) Wasserrad in einen Fluß eintauchen, das dann von dem Fluß des Wassers in Drehungen versetzt wird, mit denen ich einen elektrischen Generator betreiben könnte.

Der Fluß sollte dadurch nicht langsamer werden, da ja am Ende das gesamte Wasser aus den Quellen ins Meer fließen muß und dessen Menge durch das Wasserrad nicht verändert wird. Wenn aber dieselbe Menge im selben Zeitraum am Ende herausfließt, dann muß der Mengenstrom gleich sein und damit auch die mittlere Geschwindigkeit des Wassers.

Nun könnte ich direkt hinter diesem Wasserrad ein weiteres Wasserrad eintauchen und dann noch eines und so weiter. Dadurch erhalte ich immer mehr Exergie. Das könnte ich auf der Länge des ganzen Flusses machen, also auf einer Strecke, die manchmal in der Größenordnung eines Gigameters liegt. Ich würde dem Fluß so eine Menge Exergie entnehmen können.

Aber irgendwie müßte das den Fluß doch auch verändern, und zwar in einer Weise, die es irgendwie erschwert einfach so viel Wasserräder einzuhängen, wie geometrisch möglich wäre. Auf welche Weise geschieht dies? Fließt der Fluß vielleicht dann doch langsamer? Wie macht es sich bemerkbar, daß er dann selber weniger Exergie hat (muß er ja, da ihm Exergie entnommen wurde)?

Ich habe gerade Deine Mitteilung gelesen und dann tatsächlich mal drangefaßt:-)

Versuch vor dem ersten Kaffee: Der Fluß fließt langsamer, wird also breiter.

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Stefan Ram schrieb:

Die Wasserkraftmaschinen verringern die innere Reibung im Wasser: Es wäre am Schluß kälter bzw. hätte weniger Wärme an die Umgebung abgegeben/mehr aus der Umgebung aufgenomnmen - das ist die direkte Änderung. (Dadurch erhöht sich übrigens tendenziell die Klimaerwärmung: Künstlich geschaffene kältere Stellen verringern die Abstrahlung in den Weltraum - natürlich spielt das nur eine geringfügige Rolle und tritt weit hinter den vermiedenen Treibhauseffekt der eingesparten CO2-Emissionen zurück.) Außerdem kann sich die Fließgeschwindigkeit verringern, also dem Wasser ein größerer Strömungsquerschnitt aufgezwungen werden - das hat dann Einfluß auf die lokale Hydraulik sowie Sedimentationsvorgänge und dürfte auch des öfteren die Biotope beeinflussen.

Jede Einzelanlage "lebt" natürlich von dem Potentialunterschied des Wassers vor und hinter der Anlage, stellt also einen kleinen Stau dar

- das gesamte Potential ergibt sich aus dem Höhenunterschied zwischen Quelle(n) und Mündung(en).

Gruß aus Bremen Ralf

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Heiner Veelken schrieb:

Kann sein, ist aber nicht zwingend: Die Fließgeschwindigkeit ergibt sich aus dem Strömungswiderstand, der von dem Verlauf des Gewässers, der Grund- und Uferbeschaffenheit und dem Fließquerschnitt abhängt. Den kann man aber ziemlich effizient künstlicch beeinflussen (Beispiel: Weserkorrektion - durch eine Begradigung des Unterlaufs sowie einer Einschnürung des Fließquerschnitts wurde die Fließgeschwindigkeit deutlich erhöht, wodurch die Weser Sedimente vom Grund auswusch und beabsichtigterweise ihre Wassertiefe erhöhte).

Genau das macht man traditionell an Waseerkraftanlagen, um die Strömung auf einen geringeren Querschnitt zu konzentrieren, um sie mit kleineren und dadurch billigeren Anlagen ausnutzen zu können. Man baut eben kein Wasserrad über die gesamte Flußbreite, sondern legt einen Stau an und leitet das Wasser über eine schmale Rinne auf ein entsprechend kleineres Wasserrad (bzw. heutzutage auf effizientere Turbinen).

Gruß aus Bremen Ralf

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

Stefan Ram wrote on Sat, 11-04-16 04:18:

Jede lokale Strömungsbehinderung führt aus den von Dir genannten Gründen zu einem Höhensprung, Stichwort Stromschnellen.

Stefan Ram:

Im Extremfall setzt das Wasser seine komplette potentielle Lageenergie in kinetische Energie um, und strömt dann mit dieser hohen kinetischen Energie ins Meer. Dadurch wird aber der Wasserdurchsatz nicht grösser.

An Hindernissen kommt es zu Reibung, so daß das Wasser schon auf dem ganzen Weg fast überall eine im Vgl. zur ursprünglichen Lageenergie vernachlässigbar kleine kinetische Energie trägt.

Gruss

Jan Bruns

Ralf . K u s m i e r z:

Die Wärme aus der Wasserkraft geht dann aber doch in Form von Strom zu Verbrauchern weit höherer Temperatur. Da die Abstrahulung überaus nichtlinear mit der Temperatur zusammenhängt, kann so eigentlich nur eine vermehrte Abstrahlung herauskommen (ausser man vergleicht mit der Situation, den Strom unabhängig von der Wasserkraft zu verbrauchen bzw. zu gewinnen).

Ja. Weit effektiver wär's, die bösen Chinesen endlich von ihrem bösartigen Plan abzubringen, durch Wiederbegrünung ihrer Wüsten die Reflektion und hochtemperierte Abstrahlung in den Weltenraum zu vermeiden.

Gruss

Jan Bruns

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Jan Bruns schrieb:

Das ist kein Argument: Natürlich hat der Glühfaden in der Glühlampe im Keller eine weitaus höhere Temperatur als das Wasser, aus dem der Strom gewonnen wurde, aber der Weltraum "sieht" von dessen Abstrahlung nur das Hausdach, dessen Temperatur nicht davon abhängt, ob im Keller Licht brennt. Die gleiche Einstrahlung auf die Erde führt nun einmal zu einer unterschiedlichen IR-Abstrahlung, je nachdem, ob die Oberfläche gleichmäßig oder ungleichmäßig warm ist.

Das kommt noch dazu. Allerdings ist der Effekt hoffnungslos übertrieben: Maßgeblich für die Abstrahlung ist nicht die Bodentemperatur, sondern die der Tropopause - IR-Strahlung hat in der Atmosphäre nur eine Reichweite von wenigen hundert Metern. Und der Treibhauseffekt beruht nicht auf einer veränderten Gesamtabstrahlung, sondern auf dem durch Treibhausgase erhöhten Strahlungstransportwiderstand der unteren Atmosphäre - die IR-Strahlungsquanten werden um so häufiger absorbiert und reemittiert, je höher die Treibhausgaskonzentration ist, dadurch stellt sich ein stärkerer Temperaturgradient ein.

Es ist sehr die Frage, ob das so ist. Eine Begrünung wird die Niederschlags- und Verdunstungsmengen erhöhen - wie sich das auswirkt, weiß ich schlicht nicht. Aufsteigender Wasserdampf transportiert jedenfalls sehr effizient Wärme in große Höhen, weswegen es in Wäldern i. a. kühler und nicht wärmer ist. Wie es darüber aussieht, müßte man Flieger fregen: Meines Wissens sind Waldflächen nicht gerade für segelfliegerfreundliche Thermik bekannt.

Gruß aus Bremen Ralf

Allerdings. Wenn Leistung in kWh und Energie in kW angegeben werden.

Henning