Genau eine Mikrowelle im All, um die Erde noch weiter zu erwärmen, hat uns gefehlt

[OMGle]

 

[MarcusK]

OMGle schrieb:
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wärme ist nicht wirklich unsere Problem. Sie würde nachts wieder in den Raum abgestrahlt werden. Leider verhindert das CO2 diesen Prozess.

Die Sonne stahlt uns mit über 1000W je m² an, wovon ein Großteil in Wärme umgewandelt wird. Das ändert ein paar MW an zusätzlicher Leistung nichts am Klima.

[thepiman]

Dann reicht es doch auch wenn wir die Sonnenenergie nutzen, die die Erdoberfläche erreicht.

[OMGle]

Genau die Wärme ist das Problem. CO2 ist eine der Ursachen.

[Bernd Bandekow]

MarcusK schrieb:
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> OMGle schrieb:
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> wärme ist nicht wirklich unsere Problem. Sie würde nachts wieder in den
> Raum abgestrahlt werden. Leider verhindert das CO2 diesen Prozess.
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> Die Sonne stahlt uns mit über 1000W je m² an, wovon ein Großteil in Wärme
> umgewandelt wird. Das ändert ein paar MW an zusätzlicher Leistung nichts am
> Klima.

Ja, wenn es MW verteilt über ein paar Quadratkilometer wären, dann wäre das wohl auch nicht so schlimm.
Aber um so etwas wirtschaftlich zu betreiben, müssten es schon GW auf einer Fläche von ein paar dutzend m² sein und ich möchte nicht wissen, was mit der Atmosphäre (und eventuell störenden Tieren, Pflanzen oder Menschen) dann passiert.

[MarcusK]

thepiman schrieb:
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> Dann reicht es doch auch wenn wir die Sonnenenergie nutzen, die die
> Erdoberfläche erreicht.

ist halt die Frage was einfacher ist. Im Weltraum liefert PV die doppelte Leistung und das 24/7. Wir bräuchten halt auf der Erde mindestens die 4 fache Fläche um das gleiche zu erreichen und natürlich 4 mal mehr Material.

[mfeldt]

MarcusK schrieb:
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> OMGle schrieb:
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> wärme ist nicht wirklich unsere Problem. Sie würde nachts wieder in den
> Raum abgestrahlt werden. Leider verhindert das CO2 diesen Prozess.
>

Das ist ein Irrtum. Um mehr Wärme abzustrahlen, muß man die Temperatur erhöhen - auch ohne CO2. Wenn man immer mehr Enrgie auf der Erde freisetzt - uch wenn es letztlich qua Fusionsenergie oder eben per Energie aus dem Weltraum erfolgt - erhöht sich zwangsläufig die Temperatur des Systems Erde.

[Netzweltler]

MarcusK schrieb:
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> thepiman schrieb:
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> > Dann reicht es doch auch wenn wir die Sonnenenergie nutzen, die die
> > Erdoberfläche erreicht.
>
> ist halt die Frage was einfacher ist. Im Weltraum liefert PV die doppelte
> Leistung und das 24/7. Wir bräuchten halt auf der Erde mindestens die 4
> fache Fläche um das gleiche zu erreichen und natürlich 4 mal mehr Material.
Dafür muß diese Anlagen ins All geschossen werden. Und wenn das bei Atommüll schon zu teuer ist, dann für solche Anlagen erst recht.

[LeeRoyWyt]

Bernd Bandekow schrieb:
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> Aber um so etwas wirtschaftlich zu betreiben, müssten es schon GW auf einer
> Fläche von ein paar dutzend m² sein

Quelle für diese hochgradig fragwürdige Aussage? Bauchipedia?

[Trollversteher]

>Dafür muß diese Anlagen ins All geschossen werden. Und wenn das bei Atommüll schon zu teuer ist, dann für solche Anlagen erst recht.

Das ist allerdings bei Atommüll nicht nur zu teuer, sondern vor allem viel zu gefährlich...

[MarcusK]

mfeldt schrieb:
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> MarcusK schrieb:
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> > OMGle schrieb:
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> > wärme ist nicht wirklich unsere Problem. Sie würde nachts wieder in den
> > Raum abgestrahlt werden. Leider verhindert das CO2 diesen Prozess.
> >
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> Das ist ein Irrtum. Um mehr Wärme abzustrahlen, muß man die Temperatur
> erhöhen - auch ohne CO2. Wenn man immer mehr Enrgie auf der Erde freisetzt
> - uch wenn es letztlich qua Fusionsenergie oder eben per Energie aus dem
> Weltraum erfolgt - erhöht sich zwangsläufig die Temperatur des Systems
> Erde.

aber im Irrelevanten Bereich, was glaubst du wie viel Wärme im im Erdkern vorhanden ist und die Erde aufheizt. Der Weltraum ist saukalt, es spielt für die Differenz kaum eine Rolle ob wir von 25 oder von 35 Grad kommen, die Differenz liegt bei über 300 Kelvin. Ob es nun 295 oder 305 spielt keine Rolle.

[Ach]

So ein Kraftwerk setzt dann aber immer noch weniger Wärme in die Atmosphäre frei, als wenn man die gleiche Energiemengen aus der Erde gräbt und in einem Kraftwerk verbrennt, und zwar lang- wie kurzfristig gesehen. Selbiges gilt dann auch für ein Atomkraftwerk, so dass theoretisch allein Wasser- und Windenergie die absolute Wärmemenge der Erde mit ihrem Betrieb nicht beeinflussen.



1 mal bearbeitet, zuletzt am 05.06.23 15:09 durch Ach.

[Katsuragi]

Ach schrieb:
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> So ein Kraftwerk setzt dann aber immer noch weniger Wärme in die Atmosphäre
> frei, als wenn man die gleiche Energiemengen aus der Erde gräbt und in
> einem Kraftwerk verbrennt,


Kohlekraftwerke haben einen Wirkungsgrad um 45%, wenn ich mich recht erinnere. Hier ist im Gepräch, dass nur ca. 10-20% der eingesammelten Energie nutzbar sind. Der Rest wird also in Wärme umgewandelt, und davon vermutlich ein Großteil in der Atmosphäre oder auf der Erdoberfläche. Ergo liegst Du falsch: so ein orbitales Solarkraftwerk würde auf direktem Wege sogar mehr Wärme in der Atmosphäre frei setzen als ein Kohlekraftwerk bei gleicher Leistung.

Natürlich lasse ich dabei den Treibhauseffekt des Kohlekraftwerks außer Acht, und damit wäre es wohl wieder schlechter. Aber der miese Wirkungsgrad wäre schon blöd - und vermutlich ziemlich unwirtschaftlich.

[MarcusK]

Katsuragi schrieb:
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> Ach schrieb:
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> > So ein Kraftwerk setzt dann aber immer noch weniger Wärme in die
> Atmosphäre
> > frei, als wenn man die gleiche Energiemengen aus der Erde gräbt und in
> > einem Kraftwerk verbrennt,
>
> Kohlekraftwerke haben einen Wirkungsgrad um 45%, wenn ich mich recht
> erinnere. Hier ist im Gepräch, dass nur ca. 10-20% der eingesammelten
> Energie nutzbar sind. Der Rest wird also in Wärme umgewandelt, und davon
> vermutlich ein Großteil in der Atmosphäre oder auf der Erdoberfläche. Ergo
> liegst Du falsch: so ein orbitales Solarkraftwerk würde auf direktem Wege
> sogar mehr Wärme in der Atmosphäre frei setzen als ein Kohlekraftwerk bei
> gleicher Leistung.
>
> Natürlich lasse ich dabei den Treibhauseffekt des Kohlekraftwerks außer
> Acht, und damit wäre es wohl wieder schlechter. Aber der miese Wirkungsgrad
> wäre schon blöd - und vermutlich ziemlich unwirtschaftlich.


du Vergisst aber, das PV-Module im All den doppelten Wirkungsgrad haben und auch fast 24/7 Sonne. Damit kann man sich auch etwas mehr Verluste erlauben.

Wobei ich mir halt nicht sicher bin, ob die 10-20% mit oder ohne PV-Module betrachtet sind. Wenn es incl. der PV-Module ist, dann ist die eigentliche Übertragung sehr effektiv.

[mfeldt]

MarcusK schrieb:
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> mfeldt schrieb:
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> > MarcusK schrieb:
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> > > OMGle schrieb:
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> > >
> > > wärme ist nicht wirklich unsere Problem. Sie würde nachts wieder in
> den
> > > Raum abgestrahlt werden. Leider verhindert das CO2 diesen Prozess.
> > >
> >
> > Das ist ein Irrtum. Um mehr Wärme abzustrahlen, muß man die Temperatur
> > erhöhen - auch ohne CO2. Wenn man immer mehr Enrgie auf der Erde
> freisetzt
> > - uch wenn es letztlich qua Fusionsenergie oder eben per Energie aus dem
> > Weltraum erfolgt - erhöht sich zwangsläufig die Temperatur des Systems
> > Erde.
>
> aber im Irrelevanten Bereich, was glaubst du wie viel Wärme im im Erdkern
> vorhanden ist und die Erde aufheizt. Der Weltraum ist saukalt, es spielt
> für die Differenz kaum eine Rolle ob wir von 25 oder von 35 Grad kommen,
> die Differenz liegt bei über 300 Kelvin. Ob es nun 295 oder 305 spielt
> keine Rolle.

Für uns spielt es eine enorme Rolle. Siehst ja jetzt schon, man hat Angst wegen ein, zwei Grad.

[MarcusK]

mfeldt schrieb:
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> MarcusK schrieb:
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> > mfeldt schrieb:
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> > > > OMGle schrieb:
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> > > > wärme ist nicht wirklich unsere Problem. Sie würde nachts wieder in
> > den
> > > > Raum abgestrahlt werden. Leider verhindert das CO2 diesen Prozess.
> > > >
> > >
> > > Das ist ein Irrtum. Um mehr Wärme abzustrahlen, muß man die Temperatur
> > > erhöhen - auch ohne CO2. Wenn man immer mehr Enrgie auf der Erde
> > freisetzt
> > > - uch wenn es letztlich qua Fusionsenergie oder eben per Energie aus
> dem
> > > Weltraum erfolgt - erhöht sich zwangsläufig die Temperatur des Systems
> > > Erde.
> >
> > aber im Irrelevanten Bereich, was glaubst du wie viel Wärme im im
> Erdkern
> > vorhanden ist und die Erde aufheizt. Der Weltraum ist saukalt, es spielt
> > für die Differenz kaum eine Rolle ob wir von 25 oder von 35 Grad kommen,
> > die Differenz liegt bei über 300 Kelvin. Ob es nun 295 oder 305 spielt
> > keine Rolle.
>
> Für uns spielt es eine enorme Rolle. Siehst ja jetzt schon, man hat Angst
> wegen ein, zwei Grad.

für uns ja, aber halt nicht für die Abstrahlung.

[Ach]

Katsuragi schrieb:
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> Kohlekraftwerke haben einen Wirkungsgrad um 45%, wenn ich mich recht
> erinnere. Hier ist im Gepräch, dass nur ca. 10-20% der eingesammelten
> Energie nutzbar sind. Der Rest wird also in Wärme umgewandelt, und davon
> vermutlich ein Großteil in der Atmosphäre oder auf der Erdoberfläche. Ergo
> liegst Du falsch: so ein orbitales Solarkraftwerk würde auf direktem Wege
> sogar mehr Wärme in der Atmosphäre frei setzen als ein Kohlekraftwerk bei
> gleicher Leistung.
>
> Natürlich lasse ich dabei den Treibhauseffekt des Kohlekraftwerks außer
> Acht, und damit wäre es wohl wieder schlechter. Aber der miese Wirkungsgrad
> wäre schon blöd - und vermutlich ziemlich unwirtschaftlich.

Deiner Annahme folgend würde die die Modulfläche treffende Sonnenstrahlung also im Weltall verbleiben, sobald man das Modul aus der Sonne dreht. Dem ist natürlich nicht so, denn wenn nicht das Modul, dann erwärmen die Sonnenstrahlen natürlich die Landfläche unter dem Modul. In der Berechnung muss man also die Albedo typischer Module der Albedo typischen Fläche unter den Modulen gegenüberstellen. Die Albedo hat man bereits gemessen, und für Photovoltaikmodule in etwa die Wärmerückstrahlung der Meeresoberfläche ermittelt. Die befindet sich nur wenige Prozent über der Rückstrahlung typischer europäischer Landfläche, keinesfalls strahlt das Land mehr als 10% zusätzlicher Wärme zurück ins All als das Meer/Photovoltaikmodul.

Gehen wir mal von großzügigen 8% aus, dann haben wir bei einem durchschnittlichen absoluten Wirkungsgrad von 19% Modulwirkungsgrad eine um 8% angestiegene Wärmeabgabe. In absoluten Prozenten entspricht das einem Wirkungsgrad von 19% x 100% / (8% + 19%) = 70,4%, vs. dem 38% Wirkungsgrad Durchschnitt typischer europäischer thermodynamischer Kraftwerke. Ergo nahezu halbiert sich die Wärmefreisetzung bei der Energiegewinnung mit Photovoltaik.

[MarcusK]

Ach schrieb:
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> Katsuragi schrieb:
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> > Kohlekraftwerke haben einen Wirkungsgrad um 45%, wenn ich mich recht
> > erinnere. Hier ist im Gepräch, dass nur ca. 10-20% der eingesammelten
> > Energie nutzbar sind. Der Rest wird also in Wärme umgewandelt, und davon
> > vermutlich ein Großteil in der Atmosphäre oder auf der Erdoberfläche.
> Ergo
> > liegst Du falsch: so ein orbitales Solarkraftwerk würde auf direktem
> Wege
> > sogar mehr Wärme in der Atmosphäre frei setzen als ein Kohlekraftwerk
> bei
> > gleicher Leistung.
> >
> > Natürlich lasse ich dabei den Treibhauseffekt des Kohlekraftwerks außer
> > Acht, und damit wäre es wohl wieder schlechter. Aber der miese
> Wirkungsgrad
> > wäre schon blöd - und vermutlich ziemlich unwirtschaftlich.
>
> Deiner Annahme folgend würde die die Modulfläche treffende Sonnenstrahlung
> also im Weltall verbleiben, sobald man das Modul aus der Sonne dreht. Dem
> ist natürlich nicht so, denn wenn nicht das Modul, dann erwärmen die
> Sonnenstrahlen natürlich die Landfläche unter dem Modul.

nein, nur wenn es Landfläche darunter gibt. Die Meiste Zeit wird der Satellit aber nicht zwischen Erde und Sonne sein.

[Ach]

> nein, nur wenn es Landfläche darunter gibt. Die Meiste Zeit wird der
> Satellit aber nicht zwischen Erde und Sonne sein.

Guter Hinweis! Schließlich haben wir es nicht mit erdgebundener Fotovoltaik zu tun. 20 bis 30% Wirkungsgrad für die Solarzellen im All inklusive der Transformationsverluste klingen für mich realistisch. Für die reine Mikrowellenstrecke hatte ich noch einen Wirkungsgrad von 60% im Kopf, der sich bei einer kurzen Recherche bestätigte : => "... Für die Mikrowellen spricht ein deutlich höherer Wirkungsgrad bei der Umwandlung elektrischer Energie in Strahlung und wieder zurück. Etwa 60 Prozent der im Weltraum gewonnenen Energie könnte auf diese Weise am Boden genutzt werden, ungehindert durch Wolken ..." Der Spiegel 26.09.2003. 60%, das wäre dann ein immer noch 20% besserer Wirkungsgrad als der von thermodynamischen Kraftwerken.

Die im Bericht zitierte ESA beschreit den Wärme Input übrigens aus einer ganz anderen Perspektive(der Link befindet sich auch im Bericht) :

=> "How will the energy beam interact with Earth’s atmosphere? Will it significantly heat the atmosphere?

At any energy conversion step, some power is lost in the process, typically in form of heat. A number of atmospheric interaction effects have been discussed within the technical literature, for example ohmic heating owing to microwave frequency excitation of the ionosphere. Such phenomena have not been demonstrably shown or conclusively examined, especially in the context of the natural variability of our atmosphere. Understanding how the energy beam would interact with the atmosphere is one of the technical uncertainties that would be addressed within the SOLARIS exploratory programme. SBSP has use cases in exploration scenarios, such as Lunar power beaming, where the absence of an atmosphere negates this concern directly ..."

[Allandor]

thepiman schrieb:
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> Dann reicht es doch auch wenn wir die Sonnenenergie nutzen, die die
> Erdoberfläche erreicht.


Ja und nein. Du führst der Erde dadurch zwar minimal mehr Energie zu als sonst unten ankommen würde, aber so ziemlich jede Stromerzeugung erzeugt deutlich mehr Wärme. So gesehen wäre es ein guter Kompromiss und ein Teil der Wärme die an der Solarzelle produziert wird bleibt im All.
Allerdings wird wohl auch die nächsten Jahrzehnte relativ wenig daraus werden. Dafür ist der Aufwand und die Gefahr zu groß. Gefahr für die Module im All kaputt zu gehen und dadurch wieder Müll zu produzieren der andere Dinge dort beschädigt.