Windkraft - thermische Energiespeicher

09/12/2009 - 14:30 von Michael Rübig | Report spam
Hallo zusammen,
die Schwàche der regenerativen Energiequellen Wind und Solar ist ja,
dass die Versorgung damit nicht zuverlàssig und konstant ist. Ein guter
Energiespeicher müsste her. Doch an Energiespeichern mit hohem
Wirkungsgrad mangelt es noch.
Moderne Pumpspeicherkraftwerke erreichen für den gesamten Prozess
Laden->Entladen Wirkungsgrade von 75 - 85%.
http://de.wikipedia.org/wiki/Pumpspeicherkraftwerk

Da frage ich mich, ob man die Energie nicht thermisch speichern könnte.
Wenn man z.B. Stahl als Speicher nehmen würde und da die Schmelzwàrme
ausnutzt, würde man bei ca. 1500°C arbeiten.
Bei 1500°C liegt der theoretisch maximal erzielbare Wirkungsgrad der
Energierückgewinnung bei über 80%:
http://upload.wikimedia.org/wikiped...gsgrad.png

Es sollten also Wirkungsgrade von deutlich mehr als 50% machbar sein.
GuD-Kraftwerke schaffen schon 60% bei àhnlichen Prozesstemperaturen:
http://upload.wikimedia.org/wikiped...gsgrad.png

Der Aufladewirkungsgrad dürfte sich in der Nàhe von 100% bewegen. Im
wesentlichen fallen Leitungsverluste an, die es auch bei allen anderen
Speicherverfahren gibt

Theoretisch wàre ein thermischer Speicher vom Wirkungsgrad her also gar
nicht mehr so weit von Pumpspeicherkraftwerken entfernt.

Deutschland hat 2008 ca. 617 Milliarden kWh Strom verbraucht, das sind
pro Tag gerundet 2 Milliarden kWh, also 2E9
Will man also beispielsweise den Energieverbrauch von einem Tag
speichern, müsste man 2 Milliarden kWh = 7E15 Joule speichern.

Die Schmelzwàrme von Eisen ist 270kJ/kg, also 270000J/kg
Man bràuchte also 26Millionen Tonnen Eisen. Das entspràche einem Würfel
von ca. 150m Kantenlànge.

Das entspràche etwas mehr als der Jahresproduktion von ThyssenKrupp

Für Stahl ziemlich viel, aber vielleicht kàme auch anderes billigeres
Material in Frage?, z.B. Sand oder Wasser unter hohem Druck.

Da man dieses Speicherverfahren bisher nicht einsetzt, wird wohl
irgendwas dagegensprechen. Nur was?

Technisch sehe ich keine unlösbaren Probleme, Hochöfen halten die hohen
Temperaturen auch viele Jahre aus. Von den Kosten her wàre der Stahl
vermutlich sehr teuer, man könnte aber vielleicht auch ein anderes
billigeres Material mit geeignetem Schmelzpunkt verwenden.

Oder findet jemand einen Rechenfehler?

Michael
 

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#1 Christoph Müller
09/12/2009 - 15:16 | Warnen spam
Michael Rübig schrieb:

die Schwàche der regenerativen Energiequellen Wind
und Solar ist ja, dass die Versorgung damit nicht zuverlàssig und
konstant ist.



Sehen Viele als Problem. Genau genommen liegt aber genau darin die
Lösung des Problems!

Ein guter Energiespeicher müsste her.



Haben wir schon. Z.B. in Form von pflanzlichen Abfàllen oder sonstigem
organischen Material.

Doch an
Energiespeichern mit hohem Wirkungsgrad mangelt es noch.



Der Wirkungsgrad ist angesichts des immensen solaren Energieüberangebots
auch nicht das Problem. Das Problem ist vor allem der Umweltschaden, den
wir mit den unterschiedlichsten Prozeduren verursachen. Nur auf den
Wirkungsgrad schielen zu wollen, heißt nur, dass man das Kernproblem
(Umweltschaden) noch lange nicht verinnerlicht hat. Ein Wirkungsgrad
kann immer nur eine HILFSgröße von vielen sein.

Moderne
Pumpspeicherkraftwerke erreichen für den gesamten Prozess
Laden->Entladen Wirkungsgrade von 75 - 85%.
http://de.wikipedia.org/wiki/Pumpspeicherkraftwerk



Schön wàr's. Du vergisst hier, dass der produzierte Strom doch schon mit
mindestens 50% Verlust erzeugt wurde. Nimm also die Hàlfte deiner
Annahme, wenn du damit das richtige Leben beschreiben willst.

Es wàre sehr viel besser, für nicht gebrauchten Strom die leistungsmàßig
zugehörigen thermischen Maschinen ganz einfach abzuschalten. Dann bleibt
der Brennstoff ganz einfach liegen. Kennst du einen Weg, wie man die
Energie billiger und verlustàrmer speichern könnte?

Einzige Voraussetzung: Die thermodynamischen Maschinen müssen nur flink
genug sein. Praktisch bedeutet das, dass sie halt klein genug sein
müssen. Kleine Anlagen wird man gerne statt Heizkessel betreiben. Die
Heizkessel können also verschrottet werden. An ihre Stelle tritt ein
Stück Kraftwerk von der Grünen Wiese. Es ist ein Unterschied, ob die
Abwàrme durch Kühltürme weggeworfen oder in Gebàuden genutzt wird.

Da frage ich mich, ob man die Energie nicht thermisch speichern
könnte. Wenn man z.B. Stahl als Speicher nehmen würde und da die
Schmelzwàrme ausnutzt, würde man bei ca. 1500°C arbeiten. Bei 1500°C
liegt der theoretisch maximal erzielbare Wirkungsgrad der
Energierückgewinnung bei über 80%:
http://upload.wikimedia.org/wikiped...gsgrad.png



80% ist der theoretische Wirkungsgrad. Praktisch schafft man etwa die
Hàlfte. Mit GuD noch etwas mehr.

Der Aufladewirkungsgrad dürfte sich in der Nàhe von 100% bewegen. Im
wesentlichen fallen Leitungsverluste an, die es auch bei allen
anderen Speicherverfahren gibt

Theoretisch wàre ein thermischer Speicher vom Wirkungsgrad her also
gar nicht mehr so weit von Pumpspeicherkraftwerken entfernt.



Wenn so ein Ding kleine thermische Verluste haben soll, dann muss es
entweder supergut thermisch isoliert oder riesengroß sein. Aus kleinen
Strukturen kriegt man die Wàrme recht gut wieder raus. Aus großen
Strukturen zu holen, bedarf durchaus erheblichen Aufwand. Z.B.
Rohrsystem mit speziellen mobilen Wàrmetràgern. Gas bietet sich an,
transportiert aber nur wenig Wàrme, was zu entsprechend großen und damit
teuren Oberflàchen führt. Soll das Gas direkt in die (GuD-)Turbine, dann
muss das ganze System auch noch druckfest sein, was insbesondere bei
großen Strukturen ein größeres Problem sein dürfte. Metallschmelzen
brauchen zwar keine hohen Drück, sind aber ein Kapitel für sich.

Da man dieses Speicherverfahren bisher nicht einsetzt, wird wohl
irgendwas dagegensprechen. Nur was?



GELD!

Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de

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