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Die Pumpe

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  1. Die Pumpe

    Autor: Ach 19.07.18 - 15:23

    Noch ein interessanter Aspekt betrifft die Umwälzpumpe. Die muss im Inneren der Kaverne und die Lauge nach oben drückend eingerichtet werden, da eine angesaugte Wassersäule ab einer Saughöhe von 7m abreißt(Lauge noch weniger da schwerer als Wasser). Damit wäre man in jedem Fall gezwungen, die Kaverne begehbar auszulegen. Auch wichtig : Je höher die Lauge an die Oberfläche reicht, desto niedriger der Energieverlust durch das nach oben Pumpen. Zum Teil lässt sich die Bewegungsenergie aber zurückgewinnen, indem man neben der Pumpenturbine gleich eine Generatorturbine mit einrichtet. Oder man baut gleich einen breiten Beton Kanal, in dem die Lauge bis nach ganz oben reicht, dann braucht man nur noch eine Pumpe.

  2. Re: Die Pumpe

    Autor: jopo50 21.07.18 - 12:20

    Ach, herje:
    Immer, wenn man denkt, es kann nicht schlimmer - es kommt schlimmer:
    Laut Ergebnis von Studien zu Druckluftspeichern wird eine Tiefe der Gaskavernen in 600 - 1000 m empfohlen. Dies wegen der Tiefenlage der Salzstöcke und um ein genügend mächtiges Deckgebirge zu haben, damit es nicht zu einem Einsturz der Kaverne kommen kann.
    Der Abstand der Oberfläche eines Salzlakesees spielt für die folgenden, kurzen Berechnungen eigentlich keine Rolle, nur der Differenzbetrag von 300m für die Tiefe des Salzlakesees ist entscheidend:
    Gesättigte Salzlake hat eine Dichte von 1,18 kg/L. (Durch weitere Zusätze wird die Dichte bei brine4power aber deutlich höher liegen!)
    Bei einer angenommenen Kaverne mit 300 000m³ Volumen ergibt dies ein Masse von 354 000 000 kg oder einer Gewichtskraft von F=m*g von
    3 472 740 000N.
    Die nötige Energie W=F*h, um diese Masse aus 900m Tiefe an die Erdoberfläche zu pumpen, beträgt: W=3 472 740 000 N * 900m = 3,1 E+12 J.
    Will man die Kaverne mit der angegebenen Leistung von 120MW in 5,8h leeren, würde tatsächlich aber eine Leistung von 150MW benötigt.
    Ergebnis: Die an der Oberfläche aus der Batterie gewonnene Energie dient nur zum Selbsterhalt für die Pumpe einer Kaverne.
    Aber: Man kann die Energie natürlich auf der anderen Seite der Batterie beim Ablassen der Salzlake in die Tiefe mit Hilfe einer Turbine zum Teil wiedergewinnen.
    Dumm nur, dass man die Salzlake aus physikalischen Gründen nicht komplett in 900m ablassen kann, weil die Salzlake immer einen Gegendruck erzeugt.
    Rechnet man mal das energetisch schlechteste Beispiel für eine Turbine an der Oberfläche des Sees in 600m Tiefe ergibt sich die Energiedifferenz
    W = F* (h1 - h2), die nur von der Höhe der Entnahme und Einspeisepunkte abhängt. Wie man leicht nachrechnen kann, würde dies einen Verlust von einem Drittel der eingespeisten Energie bedeuten.
    Jetzt kann man natürlich den Auslasspunkt durch eine oberhalb des Sees befindliche, höhenverstellbare Turbine variieren.
    Aber schon die Idee einer Rückgewinnungsturbine in entsprechender Tiefe mit Installation, Wartung und Betriebskosten würde die Kosten des Betriebs eines solchen Speichers in exorbitante Höhen treiben.
    Weiterhin reden wir über eine chemiegesättigte Salzlake, deren Aggressivität auf die Materialien der Bauteile, wie Turbinen, Leitungen und das eigentliche Redox-Flow-Aggregat immens ist.
    Beim Betrieb entstehen zusätzlich riesige Reibungsverluste durch Turbulenzen, die den Wirkungsgrad der Gesamtmaschine weiter senken.
    Brine4power in Salzkavernen wird eine gigantische, teure Energievernichtungsmaschine.

    Ach, Herr gib Brain 4 Brine!
    Wer, in welchen Ministerium oder bei der EWE hat diesen absurden Schwachsinn genehmigt?
    Das Projekt ist leider eine etwas gigantischere Geldverschwendung als das Projekt, einen riesigen Betonklotz im Bodensee zu versenken:
    http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/im-bodensee-betonkugeln-sollen-energie-speichern-a-1120490.html
    oder genauso gut:
    http://forschung-energiespeicher.info/projektschau/gesamtliste/projekt-einzelansicht/95/Kugelpumpspeicher_unter_Wasser/
    Wie groß muss die Verzweiflung und die Ahnungslosigkeit sein, um - auch meine Steuergelder - so sinnlos zu vernichten?

  3. Re: Die Pumpe

    Autor: Ach 21.07.18 - 18:59

    Das ganze ist doch nicht mehr als das typische Vor- und Zurückspielchen, wie es bei jeder Ideenumsetzung stattfindet, in der Realität sogar unvermeidlich ist. Man stößt auf ein Problem, und sobald man das Problem konkretisiert und definiert hat, braucht es meist nur noch eine Nacht mit gesundem Schlaf, eine Dusche, eine Badewanne oder einen Café danach, und schon fällt einem etwas neues ein, wie man das Problem umgehen kann. In diesem Fall wäre eine Lösung die, die Oberfläche des eigentlichen Salzsees in den hundert oder so Metern Tiefe mit einer Betondruckplatte abzuschließen, und von dieser Platte aus zwei Druckleitungen nach oben steigen zu lassen bis an die Erdoberfläche oder noch ein Stück höher, vielleicht in einen kleinen Lacke-Puffer-Behälter. Mit der Druckleitung hebt man gleichzeitig Flüssigkeitspegel nach oben. Von da kann wieder mit einer einzigen Turbine pumpen oder besser noch saugen, während auf die Druckdecke in der Tiefe trotzdem nicht mehr als der Druck wirkt, der sich aus dem Gewicht der in den Steigleitungen befindlichen Lacke ergibt. Von der Turbine zu überwinden ist dann "nur" noch die Flüssigkeitsreibung der Lacke an den Wänden und an sich selber.

    Was ich nicht ganz nachvollziehen kann ist, wie du auf ein noch höheres Dichte kommst als die der gesättigten Lacke. Was sich zusätzlich im Wasser befindet sind Polymere, also Kunststoffe. Die sind in aller Regel leichter als Wasser, im extremsten Fall etwa gleich schwer.

    Wo man auf keinen Fall umhin kommt ist, dass Salz ein biestiges Zeug ist, damit müssen die Maschinen erst mal klar kommen, das stimmt.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 21.07.18 19:04 durch Ach.

  4. Re: Die Pumpe

    Autor: jopo50 21.07.18 - 23:54

    Ach herje,
    eine kleine, aber gemeine Korrektur: Es handelt sich um Salzlake nicht Lacke!
    Von Salzkavernen - ich bleibe dabei - haben Sie null, null Ahnung. Von der Statik und den Kosten von Betontrennwänden in 800 bis 900m Tiefe auch nicht.
    Außerdem, was soll der Unfug mit Betontrennwänden?
    Auf der Internetseite der EWE zum Projekt befindet sich ein niedliches Bild zur Erläuterung des Projekts mit Ein- und Auslässen in einen großen Behälter, über die ich mich gerade herzlich kaputt gelacht habe - besser als jedes Kabarett!
    https://www.ewe-gasspeicher.de/home/b4p
    Und wie wollen Sie die Physik mit ihrem "kleinen Lacke-Puffer-Behälter" überlisten?
    Die Gesamtpumphöhe ändert dies nicht. In Deutschland liegen die notwendigen Salzstöcke unterhalb von mehreren hundert Metern mächtigen Deckgebirgen.
    Für Druckluftspeicher wurden alle deutsche Salzstöcke bereits mit viel Steuergeld auf Tauglichkeit geprüft. Die in der Studie genannte Teufe für deutsche Salzstöcke beträgt 600 - 1000m!
    Aber dies ist - wie ich in meinem vorstehenden Kommentar geschrieben habe - nicht das entscheidende, wenn es mit großem, technischen Aufwand und entsprechend großen Kosten gelinge sollte, die Energie zum Hochpumpen beim Wiederablassen in die Kaverne mit Turbinen oberhalb der Salzlake mit Verlusten wiederzugewinnen. Der Knackpunkt ist die Höhe zwischen Ober- und Unterkante des Salzsees von 300m. Dies führt unweigerlich zu riesigen Verlusten im Gesamtwirkungsgrad. Und im Salzlakesee haben Sie immer Turbulenzen, wie den Wirkungsgrad nochmals senken. Außerdem, mit wieviel technischen Aufwand und Kosten wollen Sie die Kaverne vor weiterer Aussolung schützen?
    Die EWE schafft damit den ganz großen Durchbruch nach oben :-)
    Billig wird alles nicht - das ist eine Illusion, die uns die EWE und die Uni Jena weismachen wollen!
    Ach, Herr gib Brain 4 brine!

  5. Re: Die Pumpe

    Autor: Ach 23.07.18 - 03:02

    Ich schätze, da besteht ein kleines Missverständnis : Dies ist kein Trollwettbewerb, sondern ein Gespräch über die Möglichkeiten dieses Speichers. Zugrunde liegt ein vielversprechendes Kosten/Energiedichte/Umweltverträglichkeitsverhältnis, dessen Potenzial hebbar seine muss, wenn man es richtig anstellt, und wenn ich dich auf einen Denkfehler aufmerksam mache, dann mache ich das nicht um dich zu ärgern, sondern um Unklarheiten aus dem Weg zu räumen. Wenn du also erzählst, dass die Lake aufgrund von Chemikalien schwerer würde, dann ist das falsch, und all deiner Polemik und Beleidigungen zum Trotz bekommt diese Feststellung ihren von technischer Seite gebührenden Fokus.

    Im Folgenden nochmal ein paar technische Konzepte und Prinzipien aus der Unterhaltung, die für jeden nur etwas Bewanderten in der Physik zu den Basics gehören. Wenn du die nicht umgesetzt bekommst, wenn du z.B. den Grund nicht verstehst, weshalb man die Turbine eines Stauwasserkraftwerks immer nur am unteren Ende des Dammes anbringt und ähnliche Dinge, dann ist dieses Gespräch, in das du dich als technisch Versierter eingemischt hast, ein oder zwei Nummern zu hoch für dich. Dein Trollen kommt natürlich noch oben drauf.

    1. Einen ziemlich klaren Denkfehler unterläuft dir in den letzten beiden Posts : die Eintauchtiefe in der man die Flüssigkeit in den unterirdischen See einfließen lässt oder aus dem See entnimmt, spielt keine Rolle für die zum Heben benötigte Energie. Die Gewichtskraft macht sich immer nur ab dem Moment bemerkbar, ab dem man die Lake über den Flüssigkeitsspiegel des Sees hinaus anhebt. Im See selber ist die Lake quasi schwerelos, da an jeder Stelle einer bestimmten Tiefe überall im der Lake der identische Druck herrscht. Einzig den Trägheitsmoment des zu transportierenden Volumens muss man überwinden + der Reibung.

    2. Eine Generatorturbine kann man nicht am oberen Ende des Gefälles installieren, weil auf die Turbine immer nur der Druck der über ihr befindlichen Wassersäule wirkt. Die Turbine würde man in dem Fall also in unbedingt unten installieren weil man alleine in der Tiefe die 900m Fallhöhe nutzen kann.

    3. Wenn der See an seiner unterirdischen Oberfläche druckfest verschlossen würde und man die daran angeschlossenen Zu- und Ableitungen bis an die Erdoberfläche mit Lake füllte, dann hebt man mit dieser Methode den Flüssigkeitsspiegel der Lake ebenfalls bis an die Erdoberfläche. Dann muss man mit der Turbine die Lake nicht weiter "anheben", sondern nur noch "antreiben", denn dann gilt das selbe Gesetz wie in Punkt eins => überwinden des Trägheitsmoments und der Reibung. Sobald nun ich aus der aus dem See kommenden Leitung Lake entnehme, sinkt im selben Moment der Pegel in der Zuleitung, und zwar genau um das entnommene Volumen, und damit die Zuleitung immer sicher mit Flüssigkeit gefüllt sind, bringt man oben den genannten Pufferspeicher an. Vom Pufferspeicher werden die Membranen mit Lake versorgt, welche nach der Elektrischen Reaktion durch die See-Zuleitung wieder zurück in die Kaverne fließt, angetrieben durch die ihre Schwerkraft.

    Tschüss.

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