Hallo
Wegen Umweltzerstörung durch die Energieerzeugung und der Wichtigkeit von Energiespeichern als Teillösung (zB praktische Nutzbarmachung von Solarenergie) wollte ich hier mal einen Sammelthread anfangen.
Viele Hirne bringen immer mehr zustande
Die Frage ist wie kann man Strom effektiv speichern?
Ich sehe den Wert der Energiespeicherung darin daß man vorhandene Kraftwerke immer konstant im Punkt des höchsten Wirkungsgrades betreiben kann (weniger Primärenergieverbrauch) und stark variable Quellen wie Wind oder Sonne erst richtig nutzbar werden und damit auch langfristig (zusammen mit starken Einsparungen durch materielle Bescheidenheit und Effektivitätserhöhungen) eine energetische Unabhängigkeit und Eigenverantwortung erreicht werden kann.
Eine Möglichkeit wäre die Speicherung in mechanischer Form durch Umwandlungen per E-Motor und Generator.
Pumpspeicherkraftwerke haben zB sehr hohe Wirkungsgrade bis 85%.
Leider gibt es sehr wenige und offensichtlich wenig Willen neue zu bauen.
Ist im flachen Norden wo viel Windenergie anfällt auch nicht so einfach, man könnte allerdings tiefe Löcher bohren oder alte Bergwerksstollen nutzen um ein Gefälle zu erreichen. Ist aber wohl eher teuer.
Keine Ahnung jedenfalls wird diese eigentlich fast perfekte Speicherform wohl nicht ausgebaut.
Ein Argument ist immer die Beeinträchtigung der Natur durch die Speicherbecken etc.
Die Beeinträchtigung der Natur dadurch daß sie nicht gebaut werden ist imho höher (Klimaverschiebung, 3. Weltkrieg durch knapp werdenden Ressourcen etc).
Abgesehen davon hat sich auch keiner Gedanken gemacht wie zB Autobahnen (die eine riesige tödliche Fläche darstellen) oder Strommasten die Gegend verschandeln.
Da sowiso zerstört wird, sichbar oder unsichtbar (zB durch CO2) kann man sowas imho an einer nützlichen Stelle mal durchziehen wenn dadurch anderweitig viel größere Zerstörungen vermieden werden können.
Mein nächster Favorit wäre die Druckgasspeicherung, am einfachsten in Form von Druckluft.
Ist ein rein mechanisches Verfahren für das das Rad wohl nicht neu erfunden werden muß. Prinzipiell einfach ist imho immer gut
Leider hat die Kompression von Gasen den Nachteil daß ca die Hälfte der Kompressionsenergie in Wärme umgesetzt wird.
Wenn wir also komprimieren und die Wärme in die Atmosphere ablassen geht uns beim entspannen die Hälfte der gespeicherten Energie verloren da sich das Gas im Motor sehr stark abkühlt.
Ohne Wärmezwischenspeicherung ist das also eher uneffektiv.
Das haben sogar die Stromerzeuger erkannt
und entwickeln jetzt Druckspeicherwerke mit Wärmespeicherung.
Wie sehr die Energiespeicherung mit Druckluft noch in den Kinderschuhen steckt zeigt die Tatsachen daß es wohl weltweit erst 2 solcher Anlagen gibt. Ohne Wärmespeicherung.
Eine in den USA und eine hier (290MW).
Das sagt mir auch was über die "zukunftsgerichtete" Politik der Stromerzeuger. Ich hab keine Ahnung was die mit ihren Wahnsinnsgewinnen anstellen aber viel neues Produktives ist bisher nicht rausgekommen.
Und irgendwelche zentralen Riesenkraftwerke die nichtregenerativ befeuert werden sind eher ein Verbrechen an der Menschheit als konstruktive Energieversorgung.
Da sie ihnen offensichtlich (wie auch die Politik) an Willen und auch nötigen Kreativität mangelt den aktuellen und zukünftigen Problemen zu begegnen müssen wir wohl selbst was unternehmen.....
Also: wer baut den ersten Druckluftspeicher mit Kompressionswärmespeicherung?
Ziel ist ein adiabatischer Prozeß ohne große Energieverluste.
Oder auch isotherm, also ohne die Erhitzung bei der Kompression und die Abkühlung bei der Entspannung im Motor durch Wärmeab- und Zufuhr beim Prozeß.
Wenn beide Prozesse unendlich langsam ablaufen würden könnte man die Atmosphäre als Wärmepuffer verwenden.
Die Wärme die beim Komprimieren abgegeben wird würde die Umgebung erwärmen und durch diesselbe würde bei der Wiederverwandlung in Strom eine Abkühlung der expandierenden Luft verhindern.
Wenn das optimal gelingt könnten wohl Wirkungsgrade wie bei den Speicherkraftwerken möglich sein.
Da es solche Prozesse praktisch nicht gibt muß man die Wärme in einem Kompakten Medium speichern.
Am einfachsten könnte man das im kleinen Format wohl durch Druckluftflaschen und Kompressor/Motor im Wasserbad erreichen.
Alle wärmerelevanten Teile stecken in einem größeren, gut isolierten, Wasserbehälter der die Wärme des Kompressionsprozesses aufnimmt und beim Expandieren eine starke Unterkühlung der Luft verhindert.
Da Wasser eine sehr hohe Wärmekapazität hat ist wohl keine riesige Menge davon als Puffer nötig. Je größer aber der Puffer um so geringer die längerfristigen Wärmeverluste durch geringere Verluste.
Da sich die Luft bei einer Kompression auf 300 bar in einem Schritt schlagartig auf 1400°C aufheizen würde kann man sie auch in mehreren Schritten komprimieren und Speicherbatterien auf verschiedenen Druckniveaus anlegen.
Ich schätze das so ein Konzept im Prinzip durchführbar wäre und sich für eine Speicherung von Strom eignen würde.
Dann könnte man mit den Stromkonzernen einen Vertrag über Energiespeicherung schließen der uns einen Gewinn durch die Differenz der Stromerzeugungskosten von Grund- und Spitzenlast bringt.
Firmenidee: man kauft Strom bei Niedriglast von den Konzernen zu deren Selbsterzeugungspreisen und verkauft ihn dann wieder zu Spitzenlastzeiten unterhalb deren Spitzenstromerzeugungskosten.
Das sollte auch im Interesse der Strommultis liegen da es deren Kosten senkt und vielleicht ist sowas per Spezialvertrag möglich.
So jetzt müssen wir nur noch den ultimativen Druckluftspeicher bauen. Erst klein, dann immer größer.
Ein zukunftsgerichtetes Konzept!
Die technischen Ausführungen muß man sich erarbeiten. Ich habe keine Ahnung in wie weit Teilbereiche schon kaufbar (und bezahlbar, in Deutschland...
) sind.
Wenn ich eine große Scheune hätte würde ichs mal im kleinen probieren. Zeit hätte ich (bin arbeitslos).
Ein paar gebrauchte Druckluftflaschen und den Rest muß man sich überlegen. Kompressor, Wärmeübertragung, Druckluftmotor, Generator....
Am besten man könnte die E-Motor/Kompressoreinheit auch als Motor/Generator betreiben.....
Heute morgen ist mir noch eine Idee gekommen die eine Parallele zu den Latentwärmespeichern darstellen würde.
Propangas wird ja flüssig gespeichert.
Ich schätze (ich habe Thermodynamik früher eher gehaßt) das Prinzip ist ähnlich wie bei Eiswasser nur auf den Druck bezogen.
Eine Mischung aus Eis und Wasser bleibt ja immer auf 0°C bis alles Eis geschmolzen ist. Erst danach kann man es erhitzen.
So wohl auch bei Flüssiggas.
Man entnimmt Gas und der Druck bleibt solange konstant bis alle Flüssigkeit weg ist. Der Druck hängt natürlich von der Temperatur ab.
Gasspeicherung in Flüssigkeitsform hätte den Vorteil daß die Dichtesteigerung natürlich enorm ist (und damit die Energiedichte) und die Temperaturunterschiede die man puffern muß wegen des wesentlich geringeren Druckunterschiedes entsprechend geringer sind so daß man vielleicht mittels großer (bestenfalls passiver) Wärmetauscher die Atmosphäre wieder als Puffer benutzen kann.
Ich hatte da so an Kohlendioxid gedacht (gibt ja immer mehr davon, sollte zu beschaffen sein...
).
Unser Problem als Problemlöser
Hab eben mal bei Linde gegoogelt.
Flüssiges Kohlendioxid hat bei 20° einen Dampfdruck von 57bar. Und eine kritische Temperatur von 31°C.
Sind also alles überschaubare Fakten die sich in userem normalen Lebensumfeld finden zumindest das Kohlendioxid und die Anwendungstemperaturen.
Flüssiges Kohlendioxid hat eine ca 500 mal so hohe Dichte wie gasförmiges, ist nicht brennbar.
60 bar ist nicht 300 bar so könnte ich mir vorstellen das es ein brauchbares Speichermedium abgeben könnte.
Ich denke gut sind immer Prozesse die sich möglichst dicht an unsere Lebensbedingungen halten.
Als was stark davon abweicht wird immer irgendwie gefährlich oder anderweitig kritisch.
Leider ist das alles Neuland für mich deshalb stelle ich es fürs Brainstorming mal hier rein
Vielleicht hat hier ja schon mal einer einen Kohlendioxid-Energiespeicher gebaut
wohl eher
Flüssigkohlendioxid kennt jedenfalls jeder aus den CO2-Patronen für die verschiedensten Anwendungen.
Bei mir wars zu letzt ein CO2 Gewehr (statt Luft als Antrieb), beliebt sind ja diese Sprudler in denen ja unser Zielobjekt steckt: eine Flasche Flüssig-CO2.
Jetzt brauche wie "nur" noch Kompressoren und Motoren um die Energieumwandlungen zu vollziehen
Entspannen wollte ich das CO2 in einen großen, großen, mehr oder weniger atmosphärendruckgefüllten Behälter damit das CO2 in einem geschlossenen Kreislauf bleibt.
Also Butter bei die Fische: wer hat was dazu zu sagen?
Da könnte ein Nobelpreis warten (wenn man auf sowas Wert legt....)
Verfasst am: 12.03.2008 11:32 Titel: Sammelthread für el. Energiespeicherung/Ideen
