Hallo, ich bin kein Physiker und arbeite hier nur mit meinen begrenzten Kenntnissen.
Aber, wenn in einem Prozess Wärme entsteht und diese einfach abgeführt wird, ist das dann nicht schon per Definition ein Energieverlust? Da ändert doch die Geschwindigkeit der Abkühlung nichts.
Die Abwärme beim Verbrennungsmotor sind doch genauso einfach nur Energieverluste…
Oder bin ich jetzt völlig auf dem falschen Dampfer?
Gruß
Ingo
Ich habe es aufgegeben hier mitzudiskutieren als klar wurde dass hier Leute unterwegs sind die nicht über Physik sondern mit der Physik diskutieren wollen.
Weder mit Physik noch mit Mathematik kann man nicht diskutieren, bestenfalls akzeptieren oder wenn man gaaaanz smart ist diese wiederlegen. Dann aber auf wiss. Niveau statt als Aneinanderreihung von quasireligiösen Glaubenssätzen.
alles andere ist Bauernfängerei (Entschuldigung an die Landwirte hier) und sagt mehr über die intellektuellen Fähigkeiten desjenigen aus als über die Richtigkeit der Sache selbst.
Just my 2ct on this whole BS
Arc
Nachtrag: Demjenigen der physikalische Gedankenexperimente durchführen will ohne Ahnung von Physik zu haben, dem kann ich nur empfehlen sich eine schöne dicke Tüte Grass 
zu drehen. Dann lösen sich alle Probleme in den Experimente wie von selbst auf.
Nachtrag zum Nachtrag:
oder vielleicht hatte die die Idee ja genau dort ihren Ursprung? 
Liebe Leute,
Ich komme noch ein letztes Mal auf mein Gedankenexperiment mit der Taucherglocke zurück.
Stellen wir uns vor, wir haben 1m³ Luft unter Normaldruck in einer Taucherglocke ganz dicht unter der Oberfläche und ziehen sie langsam in die Tiefe. Stellen wir uns weiterhin vor, dass diese Glocke sehr breit und flach ist, so dass sich der Wasserdruck am unteren und am oberen Ende der Luftblase nicht wesentlich unterscheidet (ist nicht wichtig, vereinfacht aber die Berechnung). Stellen wir uns weiterhin vor, die Vorrichtung ist so gestaltet, dass sie den Wärmefluss zwischen Luft und dem umgebenden Wasser erleichtert (z.B. durch geeignete Kühlrippen o.ä.). Das Gewicht der Glocke selbst und der Auftrieb durch das Volumen der Wände soll im Folgenden vernachlässigt werden (in der Praxis kann man das durch Gegengewichte oder Schwimmkörper kompensieren). Reibung und Strömungsverluste sollen im Folgenden auch vernachlässigt werden (die Strömungsverluste sind wegen der langsamen Bewegung klein und es handelt sich ja ohnehin um ein Gedankenexperiment). Die Bewegung soll so langsam erfolgen, dass ein etwaiger Temperaturunterschied zwischen Luft und dem umgebenden Wasser im Wesentlichen ausgeglichen wird. Das wird durch die flache Bauform und die Kühlrippen begünstigt.
Um die Taucherglocke runterzuziehen, muss ich den Auftrieb der enthaltenen Luft überwinden. Diese Kraft beträgt anfangs ca. 10KN, nimmt dann aber in dem Maße ab, in dem sich das Volumen reduziert. Ohne Kompression wäre die zu leistende Arbeit linear 10KWs pro Meter Tiefe. Durch die Kompression ergibt sich ein logarithmischer Zusammenhang zwischen der Tiefe und der zu leistenden Arbeit.
Die genauen Details werde ich an dieser Stelle nicht darstellen, denn erstens kann sich das jeder selbst ausrechnen, und zweitens ist mein wesentlicher Punkt ein anderer: Der hier beschriebene Vorgang ist annähernd reversibel, d.h. lasse ich die Glocke ebenso langsam wieder auftauchen, dass die Temperatur der enthaltene Luft sich weitgehend der des umgebenden Wassers angleicht, dann ist auch die Auftriebskraft an jeder Stelle nur vom aus der Tiefe resultierenden Druck abhängig und ich kann große Teile der zum Absenken aufgebrachten Arbeit wieder zurück bekommen. Die bei der Kompression ans Wasser abgegebene Wärmeenergie fließt bei der Dekompression zu einem Teil wieder zurück vom Wasser in die eingeschlossene Luft.
Ich schrieb ja anfangs, einen Versuch sei es wert, das hier zu diskutieren, aber es sieht leider gar nicht gut aus. Voraussichtlich war das dann auch mein letzter Beitrag zu diesem Forum.
Ich habe hier ein Gedankenexperiment vorgeschlagen, um die thermodynamischen Aspekte von Kompression von Luft besser zu verstehen, in der Hoffnung dass es hier Sachverstand gibt und eine interessante Diskussion, von der ich und vielleicht ein paar weitere Leute, die sich für das Thema interessieren, profitieren könnten.
Wenn ich dann als Schwurbler, Haschbruder oder Anhänger freier Energie dargestellt werde, macht es natürlich weder Spaß noch Sinn. Für "Diskussionen" auf diesem Niveau fehlt mir neben der Zeit auch die Motivation und ich löse dann lieber mein 503. Problem bei projecteuler.net oder baue weiter an meinem Prototyp, denn das ist sehr viel angenehmer, als mich hier beleidigen zu lassen. Wie gesagt, das war mein letzter Versuch, darzustellen, worum es mir geht. Wenn die Reaktionen dann wieder so polemisch sind, werde ich mich von diesem Forum abmelden und meine offenbar unerwünschten Beiträge löschen, damit die Platzhirsche hier weiterhin unangefochten ihre Meinungsführerschaft ausleben können.
Viele Grüße, Andreas
Gibt verschiedene Ansätze von Tiefseespeichern. Beispiel Energie in der Tiefsee speichern
Bevor ich an Deiner Stelle ein so aufwändiges und vermutlich teures Projekt angehen würde, solltest Du Dich mal mit den entsprechenden Physikern unterhalten, ob Dein Gedankenexperiment überhaupt funktionieren kann. Die Dir erklären können, was Du evtl. übersehen hast. Und danach nach Sponsoren suchen.
Wie man bei dem Link sieht, ist ein Proof of Concept nicht gerade für ein paar Euro zu realisieren.
Ich denke aber ein solches Forum ist hier nicht das richtige, um so etwas zu diskutieren. Wenn Du ernsthaftes Interesse hast, würde ich mir ein Forum suchen, in dem sich entsprechende Wissenschaftler tummeln.
Das ist m. E. kein Druckluftspeicher. Sondern eher ein Schwimmkörper, müßte auch mit einem geschlossenen Behälter gehen. Im gegensatz zu den Türmen mit dem Betonblöcken wird die Arbeit beim Absenken verrichtet und die potentielle Energie bim Auftauchn in kinetische umgewandelt. Die Auftriebskraft ist unabhängig vom Druck im Behäter oder der Glocke. Die Auftriebskraft resultiert aus dem Dichteunterschied zwischen Apparat un umgebenden Medium. Der Apparat muß mehr Medium verdrängen als er er wiegt. Archimedisches Prinzip, Heureka.
Ja, das würde auch gehen, hätte aber den Nachteil, dass man eben sehr große Volumina und/oder Tiefe braucht, um nennenswerte Kapazitäten zu erreichen. Lässt man die Kompression zu, kann man die komprimierte Luft in wesentlich kleineren Volumina speichern und die Taucherglocke für die nächste Portion wiederverwenden (ist allerdings in der Tiefe auch nicht gerade einfach, und man muss die komprimierte Luft von der beweglichen Vorrichtung in einen anderen Behälter umfüllen). Will man nun viele Ladungen Luft auf diese Weise verarbeiten, kommt man dann von einer Taucherglocke zu einem Schöpfwerk und schließlich zu der archimedischen Schraube, die ich vor ein paar Tagen beschrieben habe.
Verzichtet man auf Kompression, gibt es möglicherweise einfachere Alternativen mit Massen, die schwerer als Wasser sind, siehe z.B. http://sinkfloatsolutions.com/
Was hälst du denn von diesem Ansatz hier?
Wenn wir Licht am Tag verlangsamen würden und dann im Kreis laufen lassen, und dann wenn es dunkel ist nutzen, könnten wir PV-Anlagen auch nachts benutzen...
Ebenfalls im Ansatz möglich:
Meiner Meinung nach eine DER Lösungen. Und zwar wie beim Saturn um die Erde herum in Richtung zur Sonne gewandt Module zur Sonnenproduktion, die dann auch zur Sonne abgewandten Seite der Erde die Energie schicken kann, welche dann von dort aus zur Erde gesandt wird. Das macht auch Speicher weitestgehend nutzlos, weil man IMMER Energie hätte.
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Was hälst du denn von diesem Ansatz hier?
[/quote] In dieser Form ist das vielleicht interessant zur Speicherung von Information im Mikro- oder Millisekundenbereich, aber sicher nicht für die Speicherung von Energie.
Es gibt aber eine Startup-Firma, die versucht, Energie quasi in Form von Licht (genauer: zur Weißglut erhitztes Material) zu speichern. Ich kann nicht beurteilen, ob das Chancen auf Verwirklichung hat.
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Ebenfalls im Ansatz möglich:
Meiner Meinung nach eine DER Lösungen.
[/quote] Klar, falls die Menschheit die kommenden paar hundert Jahre überlebt, werden wir vielleicht irgendwann mal eine Dyson-Sphäre bauen. Kollektoren oder vielleicht auch nur Spiegel im All könnte man als einen erster Schritt in diese Richtung sehen, aber ich denke, in den nächsten ca. 20 Jahren wird das noch zu teuer sein, und es ist auch ökologisch nicht gerade unproblematisch. Und wie geht man mit variablem Verbrauch um? Vielleicht braucht man dafür dann doch Speicher. Das erste kommerzielle Druckluftspeicherkraftwerk der Welt in Huntorf wurde gebaut, um den Strom aus dem KKW Unterweser in Schwachlastzeiten aufzunehmen.
Update: Habe den Link auf ein Video bezüglich der Fa. Lightcell Energy entfernt, denn was die machen hat nicht direkt mit Energiespeicherung zu tun. Es gibt ein anderes Startup, das extrem heißes Material zur Speicherung verwendet, aber ich finde gerade keinen Link darauf.
So dystopisch sehe ich das gar nicht. Wenn der Elon ganz viele Satelliten nach oben schießen kann könnten wir auch ganz viele PV-Module nach oben schießen oder von mir aus auch Spiegel. Vorzugsweise in der Wüste in Solartürmen geschmolzenes Glas verwenden. Wenn diese Schmelzöfen auch Nachts per Spiegel mit Energie versorgt würden... usw. usf.
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So dystopisch sehe ich das gar nicht. Wenn der Elon ganz viele Satelliten nach oben schießen kann könnten wir auch ganz viele PV-Module nach oben schießen oder von mir aus auch Spiegel. Vorzugsweise in der Wüste in Solartürmen geschmolzenes Glas verwenden. Wenn diese Schmelzöfen auch Nachts per Spiegel mit Energie versorgt würden... usw. usf.
[/quote] Ich meinte das auch nicht dystopisch, ich denke nur, dass für bestimmte Techniken die Zeit noch nicht gekommen ist und man die relevanten Größenordnungen nicht ignorieren sollte. Wenn es um Satelliten zur Kommunikation geht, sind ein paar (zig?)Tausend schon sehr viel, und wenn jeder Start recht teuer ist, kann es sich dennoch lohnen. Wenn man dann aber bedenkt, dass der Primärenergiebedarf pro Bewohner eines Industrielandes wie D im Bereich von 120 kWh pro Tag liegt, dann müssten Raketenstarts schon extrem viel billiger und auch umweltfreundlicher werden, damit es sich lohnt, PV-Module im All unterzubringen. Am Ende wird nur das gemacht werden, was sich auch rechnet.
Da Du geschmolzenes Material ansprichst: Das Konzept von Desertec – Wikipedia sieht z.B. vor, mit konzentrierter Solarenergie am Tag Salze zu schmelzen und damit auch bei Nacht Kraftwerke betreiben zu können. Das ist m.E. deutlich näher an wirtschaftlicher Machbarkeit.
Das sehe ich nicht so. Weder sehe ich ein, warum man den Durchschnitt jedes Bürgers nimmt und das dann hochrechnet auf alle, genausowenig wie ich es sehe, dass nur Maßnahmen ergriffen werden, die sich auch rechnen. Solange die schiere Masse an Menschen alles bezahlen müssen, was einige Wenige verplempern, ist es vollkommen unerheblich, was sich rechnet und nicht. Denn wenn es danach ginge würde einfach nach Verursacherprinzip alles finanziert werden.
Wer viel Strom verbraucht, der muss Wege finden das zu reduzieren, oder wie er seinen Verbrauch aufteilt. Nur wird das, wie ich schrieb, auf die Masse ausgeweitet. Nur als fiktives Beispiel: Alle Konzerne würden nur von 10 - 16 Uhr massiv Strom verbrauchen. Dann würde bei EE viel Strom gespeichert werden müssen. Das Argument würde lauten: "In Deutschland ist die Lastspitze bei 10-16 Uhr und daher müssen WIR ALLE Stromspeicher bauen, um das zu glätten". Obwohl sich bei den privaten Haushalten nichts ändert.
Wenn also einem Unternehmen der Strom ausgeht, weil soviel verbraucht wird, dann muss DAS UNTERNEHMEN dafür sorgen, dass das besser wird, und nicht die Bevölkerung eines Landes.
Genau, mit der Salzschmelze. Und würde sicher wunderbar in Spanien funktionieren in den Regionen, wo so gut wie nichts steht. Da wäre Platz genug um es herzustellen und um es zu speichern. Warum dafür Bereiche nutzen, die anderweitig besser nutzbar sind? Das bedeutet: Investieren der EU in z.B. Spanien für solch ein Projekt, und die EU würde profitieren von günstigem Strom und hätte eine große Speichermasse. Idealerweise werden die Tanks nicht oberirdisch gehalten sondern vielleicht doch eher verbuddelt und isoliert, damit man damit LÄNGER speichern kann.
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Am Ende wird nur das gemacht werden, was sich auch rechnet.
Das sehe ich nicht so.
[/quote] Vielleicht können wir uns auf die Formulierung einigen "Am Ende wird nur das gemacht werden, was sich für die rechnet, die die Entscheidungen treffen."
Im Idealfall wären das in einer Demokratie die Bürger/Wähler und in einer Marktwirtschaft die Kunden, aber wir wissen alle, dass es in der realen Welt anders läuft...
ich habe an diesem theoretischen Modell noch nicht verstanden, warum man Luft von unten nach oben oder umgekehrt in Verbindung mit Wasser transportieren will, dann kann man doch direkt das Wasser transportieren?
Guten Abend,
einer der ersten Beiträge die ich lese und dann gleich so ein interessanter =). Ich muss @carolus aber zustimmen. Eine kurze Lektüre (gerne auch in Form von online Videos) zum Thema Thermodynamik kann ich nur jedem ans Herz legen, der sich für diese Thematik interessiert. Nicht weil man Besserwisserisch sein will, sondern weil es bei den eigenen Überlegungen eine Rahmen und eine Richtlinie gibt, was möglich und ist und was nicht.
Als Mitarbeiter am Institut für Thermodynamik erhalten wir häufig Anfragen von motivierten Menschen, die sich viele Gedanken gemacht haben, was man nicht alles Tolles machen kann und warum das die Welt revolutioniert. Eine kurze Betrachtung - vor allem des 2. Hauptsatzes - macht diese Überlegungen dann leider meist schnell zu Nichte.
Nach dem Prolog vielleicht noch ein paar Worte zur eigentlichen Thematik: Natürlich kann man Energiespeicher mit Auftrieb bzw. Höhe realisieren. Wenn ich mich recht erinnere gibt es auch schon einen Prototypen der „einfach Steine“ stapeln oder eben wieder runterlässt. Für welches Konzept man sich letztlich entscheidet, hängt immer von vielen Faktoren ab (technische Umsetzbarkeit, Ein- und Ausspeichervermögen, zeitliche Speicherfähigkeit, …). Letztlich wird allen diesem Faktoren ein Wert (Preis) zugeschrieben, womit die Aussage, dass es sich am Ende rechnen muss recht wertneutral stimmt.
Eine Archimedespirale würde - so wie ich die Idee verstanden habe - aber auch schon rein prinzipiell nicht funktionieren. Beim Hochfödern von Wasser geht das recht gut, da der Umgebungsdruck annähernd konstant ist. Somit bleibt das Wasser in den lokalen Minima. Wenn ich am Anfang und Ende einer solchen Spirale aber Luft hätte, oben mit 1 bar und unten mit - sagen wir mal 11 bar bei 100m - würde diese einfach nach oben ausströmen. Man bräuchte also eine geschlossenes System und wäre somit wieder beim Thema potenzielle Energie.
Allen einen schönen Abend,
Axel
Dir auch.
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ich habe an diesem theoretischen Modell noch nicht verstanden, warum man Luft von unten nach oben oder umgekehrt in Verbindung mit Wasser transportieren will, dann kann man doch direkt das Wasser transportieren?
[/quote] Man kann viele unterschiedliche Dinge tun, aber mein Vorschlag baut auf einem einfacheren Verfahren auf. In Renewable Electric Energy Storage Systems by Storage Spheres on the Seabed of Deep Lakes or Oceans werden z.B. Pumpspeicherkraftwerke beschrieben, bei denen sich der untere See in einem geschlossenen Behälter am Grund eines (möglichst tiefen) Gewässers befindet. Zunächst eine bestechende Idee, denn man könnte viel Energie speichern, ohne den Landschaftsverbrauch herkömmlicher PSKWe in Kauf nehmen zu müssen. Bei diesen Verfahren wird nur Wasser bewegt und es ist keine Luft im Spiel. Ob sich das wirtschaftlich umsetzen lässt, ist noch nicht ganz klar, und ein Problem hierbei ist wohl auch der CO₂-Fußabdruck des verwendeten Betons. Andererseits gab es ja schon erfolgreiche Tests mit einem Prototypen im Bodensee, und Fraunhofer & Hochtief würden so etwas eher nicht machen, wenn es keinerlei Anwendungspotential hätte. Also nehmen wir mal an, (a) solche Dinge könnte man tatsächlich in die Nähe einer wirtschaftlichen Machbarkeit bringen und (b) man könnte darüber hinaus Luft in Gegenwart von sehr viel Kühlwasser nahezu isothermisch und deshalb verlustarm komprimieren und dekomprimieren. Unter diesen (zugegebenermaßen starken) Annahmen ließe sich die Speicherkapazität eines solchen Verfahrens dadurch steigern, dass neben der Lageenergie des bewegten Wassers nun auch noch die elastische Energie der komprimierten Luft genutzt würde. Statt Wasser aus den Behältern zu pumpen und drinnen ein Vakuum herzustellen, würde man das Wasser durch eine hinreichende Menge komprimierter Luft aus dem Behälter verdrängen. Der Vorteil dieser Variante könnte dann sein, dass man mit derselben Menge Beton mehr Energie speichern könnte, und je nachdem, wie gut das mit der nahezu isothermischen (De)kompression klappt, würden die Verluste nicht in Bereiche steigen, die das ganze Verfahren seines Sinnes berauben würden.
[quote data-userid="12534" data-postid="219682"]
Gibt verschiedene Ansätze von Tiefseespeichern. Beispiel Energie in der Tiefsee speichern
Bevor ich an Deiner Stelle ein so aufwändiges und vermutlich teures Projekt angehen würde, solltest Du Dich mal mit den entsprechenden Physikern unterhalten, ob Dein Gedankenexperiment überhaupt funktionieren kann. Die Dir erklären können, was Du evtl. übersehen hast. Und danach nach Sponsoren suchen.
Wie man bei dem Link sieht, ist ein Proof of Concept nicht gerade für ein paar Euro zu realisieren.
Ich denke aber ein solches Forum ist hier nicht das richtige, um so etwas zu diskutieren. Wenn Du ernsthaftes Interesse hast, würde ich mir ein Forum suchen, in dem sich entsprechende Wissenschaftler tummeln.
[/quote] Meinen Vorschlag kann man als eine Variante des von Dir verlinkten Verfahrens sehen, bei der die Behälter effektiver genutzt werden, da zu der Lageenergie noch die elastische Energie der komprimierten Luft hinzukommt. Falls die Methode überhaupt funktioniert, sind aber auch andere Anwendungsmöglichkeiten denkbar, bei denen keine tiefen Gewässer im Spiel sind, sondern Drucktanks verwendet werden. Man wird aber in jedem Fall auch hinreichend große Mengen an Kühlwasser benötigen, für die man dann auch geeignete Tanks braucht.
Ich wäre schon sehr interessiert, diese Ideen mit entsprechenden Wissenschaftlern zu diskutieren. Falls Du (oder sonst jemand hier) einen Hinweis auf ein geeigneteres Forum kennst, wäre ich sehr dankbar.
@andreaseisele in dem von Dir verlinkten Dokument steht unter Punkt2:
Im allgemeinen Fall muss man von einem kompressiblen Fluid mit einer merklichen Druckabhängigkeit seiner Dichte ausgehen. Aus diesem Grund sollte die Anwesenheit von anderen nicht kondensierenden Gasen wie Luft in der Kugel neben Wasserdampf vermieden werden.
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@andreaseisele in dem von Dir verlinkten Dokument steht unter Punkt2:
Im allgemeinen Fall muss man von einem kompressiblen Fluid mit einer merklichen Druckabhängigkeit seiner Dichte ausgehen. Aus diesem Grund sollte die Anwesenheit von anderen nicht kondensierenden Gasen wie Luft in der Kugel neben Wasserdampf vermieden werden.[/quote]Ja, in deren Verfahren ist der Druckunterschied zwischen innen und außen ein wesentlicher Faktor, und die Anwesenheit von Gas (außer unvermeidlichem Wasserdampf, dessen Druck aber vernachlässigbar ist) würde nur stören, da es den Druckunterschied reduziert. Meine Idee würde (in einer möglichen Ausgestaltung) zwar ähnliche Behälter verwenden, aber das Prinzip wäre dennoch ganz anders. Die Behälter wären teilweise mit komprimierter Luft geladen (d.h. annähernd gleiche Drücke innen und außen), und die Umwandlung der Energie erfolgt beim Transport und der (De)Kompression dieser Luft zwischen den Behältern und der Wasseroberfläche. Das von der Luft verdrängte Wasser könnte durch Öffnungen unten an den Behältern frei raus- oder reinströmen und wäre nicht direkt an der Energiespeicherung beteiligt.