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  5. › Energiewende: Sparc macht…

Q = 2 bringt nichts

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  1. Q = 2 bringt nichts

    Autor: derLaie 02.10.20 - 21:45

    Es reicht nicht wenn ein Kraftwerk mehr Energie erzeugt als es verschlingt. Es muss auch relativ schnell mehr Energie erzeugen als der BAU verschlungen hat. Es bringt ja nichts wenn man 50 Jahre lang Strom erzeugen muss um das reinzuholen. Das ist auch das Problem mit Photovoltaik. Man muss jahrelang einspeisen bis man energetisch im Plus ist. Bei Photovoltaik geht es aber letztendlich auf. Bei Fusion? Man weiß es nicht.. deshalb muss man hoch ansetzen. Kleine Reaktoren werden vermutlich nicht zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Je größer ein Reaktor desto besser und ITER als veraltet darzustellen ist völlig daneben. ITER wird mehrere Minuten brennen können. Das ist nen riesen großer Pluspunkt.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 02.10.20 21:48 durch derLaie.

  2. Re: Q = 2 bringt nichts

    Autor: kayozz 02.10.20 - 22:11

    Es ist ein Forschungsreaktor. Und wenn das Ziel Q = 2 ist, den bringt das eine Menge. Nämlich Daten.

    Würde dann ein ein funktionierendes Reaktor mit Q = 2 im Dauerbetrieb und 500MW laufen, dann lassen sich damit ca. 500.000 Haushalte versorgen.

  3. Re: Q = 2 bringt nichts

    Autor: t0ejammer 02.10.20 - 22:27

    derLaie schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > ...
    > Bei Fusion? Man weiß es nicht.. deshalb muss man hoch
    > ansetzen.

    Und bei welchem Investor willst du die 20 Mrd. Euro einwerben um einen Testreaktor zu bauen, wenn du bei 50% deiner Anlage sagts: "kA. ob das funktioniert. Werden wir sehen wenn wir es gebaut haben!"

    > Kleine Reaktoren werden vermutlich nicht zur Stromerzeugung
    > eingesetzt werden.

    Also das DOE förder fusion um Flugzeugträger zu befeuern. NASA würde geren Deep Space missionen machen. Für Arktische Siedlungen ist so ein Wärme-produzierender kleiner Reaktor für ein paar tausend Haushalte auch perfekt. Eine Aluminiumschmelze, die die Abwärme auch nutzt und am besten noch Fernwärme bereitstellt hat da auch was von... Die alten Innenstädte mit Strom und wärme direkt zu versorgen ist evtl. einfacher (bei der Befölkerungsdichte) als 100e km Stromkabel zu ziehen und mit Speichern zu versorgen. Tri-Alpha will "back-of-a-truck" systeme, welche man auch als notstromaggregat verwenden könnte (wobei der militärische Nutzen bei denen wahrscheinlich eher die Kasse klingeln lässt. Wo siehst du da keinen Markt?

    > Je größer ein Reaktor desto besser und ITER als veraltet
    > darzustellen ist völlig daneben. ITER wird mehrere Minuten brennen können.
    > Das ist nen riesen großer Pluspunkt.

    Wobei die Laufzeit gar nicht das Hauptargument wird. Die Frage ist, was passiert unter realen Neutronenflüssen mit der ganzen Technologie? Können wir Tritium kontrollieren und brüten in ausreichenden Mengen? Hält unser Divertor stand? Können wir den Betrieb einer so komplexem Maschine erlernen, BEVOR sie läuft? Mal abgesehen von den ganzen Plasmaphysikalischen Fragen, die auf diesen Skalen zu halben Technologischen Fragen werden (kann ich instabilitäten kontrollieren etc.).

  4. Re: Q = 2 bringt nichts

    Autor: EWCH 03.10.20 - 10:41

    > Würde dann ein ein funktionierendes Reaktor mit Q = 2 im Dauerbetrieb und
    > 500MW laufen, dann lassen sich damit ca. 500.000 Haushalte versorgen.

    Sicher ? Ist das nicht die thermische Leistung ? Wenn die thermische Energie erst in Strom gewandelt werden muss dann reicht Q=2 nichtmal um den Reaktor selbst zu betreiben.

  5. Re: Q = 2 bringt nichts

    Autor: emdotjay 03.10.20 - 15:26

    EWCH schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > > Würde dann ein ein funktionierendes Reaktor mit Q = 2 im Dauerbetrieb
    > und
    > > 500MW laufen, dann lassen sich damit ca. 500.000 Haushalte versorgen.
    >
    > Sicher ? Ist das nicht die thermische Leistung ? Wenn die thermische
    > Energie erst in Strom gewandelt werden muss dann reicht Q=2 nichtmal um den
    > Reaktor selbst zu betreiben.

    The fusion energy gain factor, usually expressed with the symbol Q, is the ratio of fusion power produced in a nuclear fusion reactor to the power required to maintain the plasma in steady state. The condition of Q = 1, when the power being released by the fusion reactions is equal to the required heating power, is referred to as breakeven, or in some sources, scientific breakeven.

    Alles ab Q>1 bedeutet das man thermische Energie entnehmen kann und die Kiste trotzdem noch funktioniert. Ob das 1W oder 1MW sind ist egal, die Aktion geht weiter.

    PS: Setze die thermische Energie die man enthemm kann noch mit 60% an und man kann eine Fernwärme bzw Strom exportieren.

  6. Re: Q = 2 bringt nichts

    Autor: EWCH 03.10.20 - 16:56

    wird die "required heating power" nicht per Laser zugefuehrt ?
    Dazu muss die Hitze des Reaktors ueber Turbine -> Generator -> Trafo -> Netzteil -> Laser umgewandelt werden - alles andere als verlustfrei.
    Und die Supraleiter werden mit fluessigem Helium gekuehlt. Die Kuehlaggregate dazu verbrauchen sicher auch eine Menge Strom.

  7. Re: Q = 2 bringt nichts

    Autor: gaciju 05.10.20 - 08:45

    derLaie schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Es bringt ja nichts wenn man 50 Jahre lang Strom erzeugen muss um das
    > reinzuholen. Das ist auch das Problem mit Photovoltaik. Man muss jahrelang
    > einspeisen bis man energetisch im Plus ist.

    Ja. 2 Jahre lang. Wow.
    In suedlicheren Breiten weniger.


    Die energetische Amortisationszeit ist z.B. bei Kern(fissions)reaktoren deutlich niedriger als bei PV. Da der Grossteil des Baus den nicht-nuklearen Teil betrifft wuerde ich vermuten, dass das bei Fusion auch nicht viel anders waere wenn es denn mal so weit waere.
    Das Problem von Kernenergie ist sicher nicht die energetische Amortisation sondern dass es voellig unwirtschaftlich ist und nicht mehr von den Menschen akzeptiert wird. Gegen die Unwirtschaftlichkeit hilft die Fusion natuerlich auch nichts.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 05.10.20 08:49 durch gaciju.

  8. Re: Q = 2 bringt nichts

    Autor: lestard 06.10.20 - 12:33

    Üblicherweise wird Microwellen-Heizung benutzt und nicht Laser. Wie das bei diesem speziellen Gerät hier ist, weiß ich nicht aber da sie nur bekannte Technik verwenden wollen, gehe ich auch von Microwellen aus. Der "Umweg" über Strom ist aber natürlich der gleiche

  9. Re: Q = 2 bringt nichts

    Autor: lestard 06.10.20 - 13:26

    Das Problem ist nicht der mangelnde Markt. Im Gegenteil. Es gibt, wie du ja schon erwähnst, tausende Anwendungsfälle für kleine Fusionsreaktoren. Das Problem ist, dass bei magnetischen Einschluss die Energieausbeute mit der Größe des Plasmagefäß steigt: Der Energiegehalt des Plasmas steigt mit dem Volumen, der Energieverlust aber mit der Oberfläche, also langsamer. Daher ist das Verhältnis von Energiegehalt und Energieverlust besser, je größer das Plasmagefäß ist. Man kann es sich so vorstellen, dass das Plasma am Rand an der Oberfläche abkühlt.
    Deshalb ist ein größeres Fusionskraftwerk generell besser als ein kleines, hinsichtlich Energieeffizienz.
    Und das gilt unabhängig von der konkreten Technik. Dieser Sparc mag günstiger sein als der Iter. Aber trotzdem wäre dann ein doppelt so großer Sparc besser als ein kleiner Sparc.

  10. Re: Q = 2 bringt nichts

    Autor: t0ejammer 06.10.20 - 22:28

    emdotjay schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > EWCH schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > > Würde dann ein ein funktionierendes Reaktor mit Q = 2 im Dauerbetrieb
    > > und
    > > > 500MW laufen, dann lassen sich damit ca. 500.000 Haushalte versorgen.
    > >
    > > Sicher ? Ist das nicht die thermische Leistung ? Wenn die thermische
    > > Energie erst in Strom gewandelt werden muss dann reicht Q=2 nichtmal um
    > den
    > > Reaktor selbst zu betreiben.
    >
    > The fusion energy gain factor, usually expressed with the symbol Q, is the
    > ratio of fusion power produced in a nuclear fusion reactor to the power
    > required to maintain the plasma in steady state. The condition of Q = 1,
    > when the power being released by the fusion reactions is equal to the
    > required heating power, is referred to as breakeven, or in some sources,
    > scientific breakeven.
    >
    > Alles ab Q>1 bedeutet das man thermische Energie entnehmen kann und die
    > Kiste trotzdem noch funktioniert. Ob das 1W oder 1MW sind ist egal, die
    > Aktion geht weiter.
    >
    > PS: Setze die thermische Energie die man enthemm kann noch mit 60% an und
    > man kann eine Fernwärme bzw Strom exportieren.

    Uhm, ja. Dein Zitat ist aber grade der Knackpunkt. Der Q=1 faktor ist eben scientific break-even, heisst, nachdem ich meine Heizleistung generiert habe (quasi die photonen fliegen) summiere ich deren Energie auf und teile die summierte Energie der gemessen erzeugten neutonen dadurch.

    Da ist noch nicht drin -> wieviel energie brauche ich um die ganze dahinter liegende Infrastruktur in gang zu halten etc. etc. UND die effizienz mit der ich auch wirklich aus den neutronen Energie gewinnen kann. Da bin ich mit Q=1 nirgendwo. Extremes Beispiel ist da sicherlich NIFS die behaupten sie schaffen Q=1, wenn man nur die energie der photonen IM RESONATOR summiert und die erzeugten neutronen nimmt. Das sind weniger als 0.1% (und ich schaetze das mal konservativ hoch ab, weil ich die genaue groessenordnung nicht mehr im Kopf habe) an wall-plug effizienz (stromleitung->laser->transmissionsverluste->umwandlungsverluste etc. etc.).

    Du magst also thermische energie entnehmen koennen (das kannst du aber auch schon bei Q=0.1), erzeugst damit aber nicht unbedingt ein plus an energie.

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