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Viel Aufwand für wenig Energie?

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  1. Viel Aufwand für wenig Energie?

    Autor: Katsuragi 19.01.22 - 20:11

    Hmm, ist das mit der Luft, Wärme und Wasser nicht ziemlich viel Aufwand?
    Das Wasser selbst hat bei 600m Schachthöhe nicht wirklich viel Energie, aber unten 60 bar Druck. Das hat aber, wenn ich richtig gerechnet habe, um fast Faktor 4 zu wenig potenzielle Energie für die angepeilte 1MWh pro 170 m³ Volumen. Die Luft müsste also (stimmt das?) mindestens 60x4= 240 bar Druck haben, damit allein die potenzielle Energie da unten reicht. Bei den erwarteten Verlusten ist es eher doppelt so viel. Das ist schon knackig.

    Wenn ich aber eh einen 600m tiefen Schacht habe:
    was hindert mich ein 170 m³ Eisengewicht mit der 7,8-fachen Dichte von Wasser zu nehmen und nur dessen Höhenenergie zu verwenden? Das ist ein Würfel mit gerade einmal 5,5m Kantenlänge, läge also in der Größenordnung des geplanten Schacht-Durchmessers. Das dürfte vergleichbaren Erfolg erzielen, bei wesentlich weniger Aufwand.
    Wo ist mein Denkfehler?

    Edit: grandioser Rechenfehler: der Würfel hat eine Kantenlänge von 5,5m, nicht 3,6!



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 19.01.22 20:21 durch Katsuragi.

  2. Cargolifter oder warum man ein Perpetuum Mobile baut.

    Autor: mal_so 19.01.22 - 20:33

    Je fantastischer, desto mehr Investorengelder.
    Es hört sich alles sehr gut an und der wirkliche Knackpunkt ist in einer kleinen "Black Box" versteckt. Es gibt hochschwebende Pläne und viele Hochglanzbroschüren.

    In etwa so wie bei den verschieden Bauanleitungen für ein Perpetuum Mobile.
    Da gibt es wunderschöne Exemplare, die "wunderbar" funktionieren.

  3. Re: Viel Aufwand für wenig Energie?

    Autor: nuclear 19.01.22 - 20:42

    170m^3 Eisen hat ein Gewicht von 1,34kT. Vielteich das? Was für eine Konstruktion willst du haben, die das ganze halten soll? Und wie erweiterst du das System für größere Speichergrößen? Da muss deine Masse ja noch größer werden.

    Bei dem Konzept bohrst du einfach den Stollen 2x so lang, baust den Tank 2x so groß und hast keine größeren Probleme mit der Energiewandlung. Der ganze Rest kann einfach so bleiben und du hast die Kapazität verdoppelt. Bei dem Gewicht musst du die Kabel vergrößern, die Halterungen versteifen, etc. Es ist also bei weitem nicht so einfach zu skalieren.

    Aber das Konzept gibt es ja ebenfalls, wenn auch in kleineren Größen.

  4. Re: Cargolifter oder warum man ein Perpetuum Mobile baut.

    Autor: nuclear 19.01.22 - 20:44

    Das ist doch was ganz anderes... Das System erreicht einen guten Wirkungsgrad, kann theoretisch Prozesswärme und -kälte zur Verfügung stellen, ist leicht skalierbar und zumindest theoretisch kostengünstig skalierbar.
    Hier gibt es physikalisch keine Blackbox, keine unbekannte Kraft oder ähnliches was du brauchst damit es funktioniert. Es gibt Pilotanlagen und alles. Das ist schon ein sehr sinnvolles Konzept.

    Das mit irgendeinem Free Energy Bullshit zu vergleichen ist Quatsch.

  5. Re: Viel Aufwand für wenig Energie?

    Autor: Katsuragi 20.01.22 - 00:10

    nuclear schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > 170m^3 Eisen hat ein Gewicht von 1,34kT. Vielteich das? Was für eine
    > Konstruktion willst du haben, die das ganze halten soll? Und wie erweiterst
    > du das System für größere Speichergrößen? Da muss deine Masse ja noch
    > größer werden.

    dann nehmen wir halt kleinere Gewichte und mehrere Schächte; oder einen größeren Schacht mit mehreren kleineren Gewichten. Zugegeben, der Bau der Schächte ist vielleicht aufwändiger, aber die Energiespeicherung und Rückgewinnung dafür einfacher. Der Wirkungsgrad könnte auch höher sein.

    > Bei dem Konzept bohrst du einfach den Stollen 2x so lang, baust den Tank 2x
    > so groß und hast keine größeren Probleme mit der Energiewandlung. Der ganze
    > Rest kann einfach so bleiben und du hast die Kapazität verdoppelt. Bei dem
    > Gewicht musst du die Kabel vergrößern, die Halterungen versteifen, etc. Es
    > ist also bei weitem nicht so einfach zu skalieren.

    Das ist vermutlich das Problem, ja. Ich vermute allerdings, dass das mit dem Stollen und dem Druck in 600m Tiefe auch nicht ganz einfach ist. Das wird man "recht gut" abdichten müssen bei den mehreren hundert bar, die da rein müssen...
    Gerade das mit dem Wasser scheint mir unnötiger Aufwand verglichen mit dem sowieso nötigen viel höheren Luftdruck in der Kammer. Man könnte übrigens Dein Argument auch anders verwenden: dann amchen wir den Stollen halt 4-mal so lang und verwenden nur Wasser. Ist dann ein simpler Pumpspeicher und man spart sich das Gefrickel mit Luft und Wärme.

  6. Re: Viel Aufwand für wenig Energie?

    Autor: chefin 20.01.22 - 11:47

    Katsuragi schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Hmm, ist das mit der Luft, Wärme und Wasser nicht ziemlich viel Aufwand?
    > Das Wasser selbst hat bei 600m Schachthöhe nicht wirklich viel Energie,
    > aber unten 60 bar Druck. Das hat aber, wenn ich richtig gerechnet habe, um
    > fast Faktor 4 zu wenig potenzielle Energie für die angepeilte 1MWh pro 170
    > m³ Volumen. Die Luft müsste also (stimmt das?) mindestens 60x4= 240 bar
    > Druck haben, damit allein die potenzielle Energie da unten reicht. Bei den
    > erwarteten Verlusten ist es eher doppelt so viel. Das ist schon knackig.
    >
    > Wenn ich aber eh einen 600m tiefen Schacht habe:
    > was hindert mich ein 170 m³ Eisengewicht mit der 7,8-fachen Dichte von
    > Wasser zu nehmen und nur dessen Höhenenergie zu verwenden? Das ist ein
    > Würfel mit gerade einmal 5,5m Kantenlänge, läge also in der Größenordnung
    > des geplanten Schacht-Durchmessers. Das dürfte vergleichbaren Erfolg
    > erzielen, bei wesentlich weniger Aufwand.
    > Wo ist mein Denkfehler?
    >
    > Edit: grandioser Rechenfehler: der Würfel hat eine Kantenlänge von 5,5m,
    > nicht 3,6!


    Das Wasser sorgt nicht für die Energie, sondern die Druckluft. Das Wasser erhält nur den Druck auf der Luft. Wenn du 100m³ Volumen hast und 200 Bar Druck wird nach entnahme von 50% der Energie noch 100 Bar Druck da sein und deine Effizienz abnehmen. Stülpe ich aber einen Wasserkessel drüber, der das Volumen ausgleicht bleibt der Druck konstant. Weil das Wasser ja nachströmt. Nun hast du recht, das Wasser würde den Schacht verlassen, wenn wir 60Bar Druck erreichen. Dagegen gibts eine einfache Lösung: der Wasserkessel ist Druckdicht. Dort liegen 100m³ Wasser(um bei obigen Beispiel zu bleiben) und eine Luftblase oben die den selben Druck bekommt wie unten. So habe ich IMMER mindestens die 60Bar. Eine Turbine läuft ja nicht mit 200 Bar, sondern mit sagen wir auf 60Bar Druck ausgelegt. Bei 200Bar muss ich Druckminderung treiben. Solange bis mein Druck auf 60 Bar abgefallen ist. Aber dann wirkt das Wasser konstant mit den 60 Bar auf die restliche Luft. Im Wasserkessel selbst muss nur 140Bar drin sein und es reicht das dort eine kleinere Luftblase ist. 0,7m³ reichen. Letztendlich wird ab 60 Bar unten im Kessel 1 Bar sein. Also bei 100m³ Inhalt im Kessel wird bei 200Bar unten auch im Kessel 140bar sein. Automatisch. Und 100m³ Luft auf 140Bar verdichtet sind ungefähr 0,7m³.

    Ja es ist etwas komplex, aber durchaus durchdacht und funktionsfähig. Alleine der Konstantdruck bis zum Ende des Volumens reist es raus.

    Eisen am Strick geht auch. Aber zum einen wiegt das ca 1300t, der Strick dazu wiegt dann auch nochmal 200t, das Getriebe muss dieses Drehmoment dann auch übertragen und bringt ebenfalls Verlust. Und ich weis nicht sicher ob du das mit der Luftmenge nicht falsch gerechnet hast was da an Energie drin steckt.

    Dazu kommt, wenn es funktioniert kann man problemlos ohne viel Änderungen aus 100m³ 100.000m³ machen. Muss man nur größeren Kessel oben deponieren oder jeweils einen weiteren anreihen. Bei Eisenbrocken scaliert garnichts. Kannst nur jeweils ein neues Loch buddeln und eine neue Anlage bauen.

    Pressluft ist zudem ziemlich ungefährlich. Da expoldiert nichts, bei Defekt ensteht kein Abgas und keine toxischen Belastungen. Das einzige was passiert: viel Staub aus dem Entlastungsschacht. Sauber machen, Rohr schweissen, weiter gehts.

  7. Re: Viel Aufwand für wenig Energie?

    Autor: nuclear 20.01.22 - 13:51

    Das Wasser ist dafür da, damit der Druck konstant bleibt und somit die Turbine im idealen Arbeitspunkt betrieben werden kann. Das ist schon echt sinnvoll es so zu lösen.

    Nur mit Wasser hatte ich auch schon überlegt, aber dann muss halt die Turbine unten in den Schacht rein. Das wird das ganze nicht sonderlich leichter machen, insbesondere die Wartung wird interessant. Dazu kommt, dass die gelösten Mineralien langfristig sicherlich die Turbine angreifen werden.

    Ich sage nicht, dass das Konzept einzigartig ist. Es gibt sicherlich auch viele andere gute Konzepte aber so lange da nur Investorengelder verbraucht werden? Lass die Forschen, das Konzept kann auf jeden Fall funktionieren.

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