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Druck am Meeresgrund umwandeln in Energie
 
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Marcstein
Gast





Beitrag Marcstein Verfasst am: 30. Aug 2020 14:22    Titel: Druck am Meeresgrund umwandeln in Energie Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Wenn ich am Meeresgrund bei 100 Bar Umgebungsdruck ein System platziere und der innendruck des System ist 1 Bar und eine Turbine antreiben würde wenn man Wasser hineinlaufen lassen würde oder die Bremse der Turbine löst.

Wie kann ich die Energie welche an der Turbine abgegeben würde ausrechnen?
Und erhöht sich je nach Tiefe die mögliche Energieausbeute durch den Druckunterschied welche an der Turbinenschaufel abgeben würde?

Vielen Dank für die Hilfe.

Meine Ideen:
https://rechneronline.de/wasserkraft/

Ich habe mit dieser Formel es versucht. P = ? * ? * g * h * Q.
Aber der Volumenstrom Q aus dem Druckunterschied zu konvertieren oder so kriege ich nicht Raus.
Nils Hoppenstedt



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Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 30. Aug 2020 14:47    Titel: Antworten mit Zitat

Die Formel ist ja auf der Seite angegeben. Aber wie genau willst du denn am Meeresgrund einen konstanten Volumenstrom hinbekommen? Das Wasser kann ja nirgends abfließen.

Oder willst du einmalig am System Arbeit verrichten lassen, in dem eine Art Kolben in einen Zylinder hineingedrückt wird. In diesem Fall wäre die Energieausbeute:

W = p*V

wobei p die Druckdifferenz (hier also 99 bar) und V das Hubvolumen ist.

Nils
Marcstein
Gast





Beitrag Marcstein Verfasst am: 30. Aug 2020 16:59    Titel: Antworten mit Zitat

Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben:
Die Formel ist ja auf der Seite angegeben. Aber wie genau willst du denn am Meeresgrund einen konstanten Volumenstrom hinbekommen? Das Wasser kann ja nirgends abfließen.

Oder willst du einmalig am System Arbeit verrichten lassen, in dem eine Art Kolben in einen Zylinder hineingedrückt wird. In diesem Fall wäre die Energieausbeute:

W = p*V

wobei p die Druckdifferenz (hier also 99 bar) und V das Hubvolumen ist.

Nils


Hallo Nils

Mein Hirnfurz hätte an Elektrolyse gedacht welche mit einem Entlüftungsrohr dann über dem Meer die Gase sammelt. Eventuell ja einen Kolben bewegen rechte Kammer leeren und dann die linke.
Brillant



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Beitrag Brillant Verfasst am: 31. Aug 2020 14:42    Titel: Antworten mit Zitat

Marcstein hat Folgendes geschrieben:
Mein Hirnfurz hätte an Elektrolyse gedacht
Interessante Idee.

Aus Wasser wird Gas erzeugt, das über Entlüftungsrohre entweicht. Das umgewandelte Wasser fehlt nun in der Apparatur am Meeresgrund und kann nachfließen.

Ist ein Druck (Meerestiefe) denkbar, bei dem das nachfließende Wasser genug Strom erzeugt, dieses Verfahren in Gang zu halten?

_________________
Glaubt nicht dem Hörensagen ... oder eingewurzelten Anschauungen, auch nicht den Worten eines verehrten Meisters; sondern was ihr selbst gründlich geprüft und als euch selbst und anderen zum Wohle dienend erkannt habt, das nehmt an. Siddhartha Gautama
DrStupid



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Beitrag DrStupid Verfasst am: 31. Aug 2020 20:53    Titel: Antworten mit Zitat

Brillant hat Folgendes geschrieben:
Ist ein Druck (Meerestiefe) denkbar, bei dem das nachfließende Wasser genug Strom erzeugt, dieses Verfahren in Gang zu halten?


Das wären rund 3200 km.
Brillant



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Beitrag Brillant Verfasst am: 31. Aug 2020 21:04    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Das wären rund 3200 km.
gewürfelt oder realistisch geschätzt / gerechnet?

Ich hatte Bedenken, dass es keine Lösung gibt, weil der Luftdruck in den Rohren ja auch ansteigt. Vermutlich nicht zu vernachlässigen.

Aber gut, dann könnte man oben das Knallgas für kostenlose Energie-Erzeugung knallen lassen.

Wie war noch mal die tiefste Bohrung bisher? So um 12 km.

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Frankx



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Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Sep 2020 08:34    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Ist ein Druck (Meerestiefe) denkbar, bei dem das nachfließende Wasser genug Strom erzeugt, dieses Verfahren in Gang zu halten?



Wohl kaum. Der Aufwand (Energie) um ein bestimmtes Volumen an Knallgas zu erzeugen steigt linear mit der Tiefe.

.
Zerdenker



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Beiträge: 64

Beitrag Zerdenker Verfasst am: 01. Sep 2020 08:46    Titel: Antworten mit Zitat

Es gibt ein ähnliches Konzept. Dort wird zwar keine Elektrolyse betrieben, aber Kugeln am Meeresboden als Energiespeicher genutzt, siehe hier:

https://forschung-energiespeicher.info/projektschau/gesamtliste/projekt-einzelansicht/95/Kugelpumpspeicher_unter_Wasser/

dort wird angegeben das eine Energiespeicherung von 20 MWh erreicht wird, zur Nutzung dieser Energiemenge wird eine 5 MW Turbine eingesetzt.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3202

Beitrag DrStupid Verfasst am: 01. Sep 2020 08:56    Titel: Antworten mit Zitat

Brillant hat Folgendes geschrieben:
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Das wären rund 3200 km.
gewürfelt oder realistisch geschätzt / gerechnet?


Geschätzt, unter der Annahme, dass der Wirkungsgrad bei 50 % liegt (90 % für das Wasserkraftwerk und rund 60 % für die Elektrolyse). Ohne Verluste wäre es halb so viel:

Wasser hat eine Standardbildungsenthalpie von



und eine molare Masse von

.

Das ergibt eine spezifische Energie von



für die Zerlegung in die Elemente. Wenn man diese Energie mit der potentiellen Energie in einem homogenen Gravitationsfeld gleichsetzt (es spielt ja keine Rolle, ob eine Wassersäule der Höhe um absackt oder ein Stück dieser Säule mit der Höhe um herunter fällt), dann kann man das in eine Höhe umrechnen:



Wenn man es genauer wissen will, dann muss man mit den Bildungsenthalpienen (nicht nur mit der von Wasser, sondern auch mit denen von Wasserstoff und Sauerstoff) bei der Temperatur rechnen, die bei der die Spaltung stattfindet. Das würde hier aber bedeuten, dass man die Bildungsenthalpie in Abhängigkeit von der Temperatur und die Temperatur im Erdinneren in Abhängigkeit von der Tiefe als Funktionen in die Rechnung einsetzen und das Ganze dann nach der Tiefe auflösen müsste. Dann würde das Ergebnis noch einmal deutlich geringer ausfallen. Etwas technisch machbares wird dabei aber trotzdem nicht heraus kommen. Deshalb erspare ich mir diese Mühe.
Frankx



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Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Sep 2020 09:45    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Es gibt ein ähnliches Konzept.


Nein, das ist kein ähnliches Konzept.
Hier wird Energie zugeführt, zwischengespeichert und wieder nutzbar gemacht.

In deinem Entwurf soll aber Energie erzeugt werden. Er entspricht einem PM.


.
Frankx



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Beiträge: 793

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Sep 2020 09:48    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Geschätzt, unter der Annahme, ......

Etwas technisch machbares wird dabei aber trotzdem nicht heraus kommen.


Es geht nicht um "technisch" machbar. Ein PM ist prinzipiell nicht machbar.


.
Zerdenker



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Beiträge: 64

Beitrag Zerdenker Verfasst am: 01. Sep 2020 09:51    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Es gibt ein ähnliches Konzept.


Nein, das ist kein ähnliches Konzept.
Hier wird Energie zugeführt, zwischengespeichert und wieder nutzbar gemacht.

In deinem Entwurf soll aber Energie erzeugt werden. Er entspricht einem PM.


.


Die Ähnlichkeit sehe ich da schon, ein System am Meeresboden welches die Druckdifferenz als treibende Kraft zum Antreiben einer Turbine nutzt. grübelnd

So bekommt der Threadersteller einen Eindruck über den nutzbaren Teil der wandelbaren Energiemengen.
Frankx



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Beiträge: 793

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Sep 2020 09:58    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
So bekommt der Threadersteller einen Eindruck über den nutzbaren Teil der wandelbaren Energiemengen.


Der Threadsteller sollte besser einen Eindruck vom Unterschied eines Energiespeichers zu einem PM bekommen.


.
Zerdenker



Anmeldungsdatum: 05.08.2020
Beiträge: 64

Beitrag Zerdenker Verfasst am: 01. Sep 2020 10:18    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
So bekommt der Threadersteller einen Eindruck über den nutzbaren Teil der wandelbaren Energiemengen.


Der Threadsteller sollte besser einen Eindruck vom Unterschied eines Energiespeichers zu einem PM bekommen.


.


Okay, ich sehe keine Aussage vom Threadersteller wo er beschreibt das es ein PM sein soll.
Aber wie auch immer, ich dachte der Artikel wäre vielleicht im Kontext der Fragestellung interessant. Wenn dem nicht so ist einfach nicht beachten. smile
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 793

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Sep 2020 10:31    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Okay, ich sehe keine Aussage vom Threadersteller wo er beschreibt das es ein PM sein soll.


Nein, so explizit hat er das nicht geschrieben und eventuell ist ihm das auch einfach gar nicht bewusst.

Aber der springende Punkt ist und bleibt, dass es sich bei seinem Entwurf um ein PM handelt. Genau dass muss er erst mal begreifen.


.
Zerdenker



Anmeldungsdatum: 05.08.2020
Beiträge: 64

Beitrag Zerdenker Verfasst am: 01. Sep 2020 10:50    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Okay, ich sehe keine Aussage vom Threadersteller wo er beschreibt das es ein PM sein soll.


Nein, so explizit hat er das nicht geschrieben und eventuell ist ihm das auch einfach gar nicht bewusst.

Aber der springende Punkt ist und bleibt, dass es sich bei seinem Entwurf um ein PM handelt. Genau dass muss er erst mal begreifen.


.


Frankx hat Folgendes geschrieben:
Zitat:
Okay, ich sehe keine Aussage vom Threadersteller wo er beschreibt das es ein PM sein soll.


Nein, so explizit hat er das nicht geschrieben und eventuell ist ihm das auch einfach gar nicht bewusst.

Aber der springende Punkt ist und bleibt, dass es sich bei seinem Entwurf um ein PM handelt. Genau dass muss er erst mal begreifen.


.


Warum handelt es sich um ein PM? Da es ein PM nicht gibt handelt es sich bei seinem Entwurf auch sicher nicht um eins.
Ich sehe eher die Idee eines Systems welches eine Turbine antreibt und mit dem Anteil der umgewandelten elektrischen Energie Elektrolyse betreibt.
DrStupid hat bereits überschlägig berechnet und somit gezeigt das dieses Konzept nicht funktionieren würde. Jedoch nicht weil es sich um ein PM handelt, sondern weil die Standardbildungsenthalpie von Wasser so groß ist.

Somit ist es nicht nur kein PM sondern vom Prinzip her gar nicht möglich.
DrStupid



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Beiträge: 3202

Beitrag DrStupid Verfasst am: 01. Sep 2020 11:09    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Es geht nicht um "technisch" machbar. Ein PM ist prinzipiell nicht machbar.


Ein PM produziert in einem zyklischen Prozess mehr Energie als dabei hinein gesteckt wird. Das ist hier nicht der Fall. Das System kehrt nicht mehr in seinen Ausgangszustand zurück. Dazu müsste man mindestens genauso viel Energie rein stecken, wie rausgekommen ist.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3202

Beitrag DrStupid Verfasst am: 01. Sep 2020 11:22    Titel: Antworten mit Zitat

Zerdenker hat Folgendes geschrieben:
DrStupid hat bereits überschlägig berechnet und somit gezeigt das dieses Konzept nicht funktionieren würde. Jedoch nicht weil es sich um ein PM handelt, sondern weil die Standardbildungsenthalpie von Wasser so groß ist.


Das ist nur ein Problem. Ich habe lediglich die Energie für die Spaltung des Wassers berechnet. Wenn man die Reaktionsprodukte anschließend nach oben beförden will, dann braucht man zusätzliche Energie. Sie können nämlich nicht aufgrund geringerer Dichte von selbst aufsteigen. Dazu müsste sich das Volumen während der Umwandlung vergrößern und die gesamte darüber liegende Wassersäule würde angehoben werden. Das erfordert auch Energie die von irgendwo kommen muss.

Ein Möglich wäre es, wenn bereits von vorn herein ein Hohlraum vorhanden ist, in den das entstehende Gas hinein expandieren kann. Dann wäre dieser Hohlraum die Energiequelle und wenn er komplett gefüllt ist, dann ist der Prozess beendet. Allerdings kann man die gewonnene Energie dann auch gleich ohne Elektrolyse über ein Stromkabel nach oben beförden.
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 793

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Sep 2020 11:32    Titel: Antworten mit Zitat

Marcstein hat Folgendes geschrieben:
Mein Hirnfurz hätte an Elektrolyse gedacht welche mit einem Entlüftungsrohr dann über dem Meer die Gase sammelt. Eventuell ja einen Kolben bewegen rechte Kammer leeren und dann die linke.


Und Brillant:

Brillant hat Folgendes geschrieben:
Aus Wasser wird Gas erzeugt, das über Entlüftungsrohre entweicht. Das umgewandelte Wasser fehlt nun in der Apparatur am Meeresgrund und kann nachfließen.


Das klingt mir schon nach einem zyklischen oder kontinuierlichem Vorgang.
Ansonsten könnte man sich auch die Elektrolyse sparen und einen luftgefüllten Behälter einmalig füllen.


DrStupids Rechnung hat im übrigen mit dem eigentlichen Problem wenig zu tun, da es nicht darum geht, eine bestimmte Masse an Wasser umzusetzen, sondern ein bestimmtes Volumen Gas zu erzeugen.

Um 1l Gas in 100m Tiefe zu erzeugen benötigt man 10x so viel Energie wie in 10m Tiefe (1bar Luftdruck an der Wasseroberfläche vernachlässige ich hier), weil nämlich auch 10x so viel Masse umgesetzt werden müsste.
Das ganze ist unabhängig vom konkreten Wert der Bildungsenthalpie.

Wie ich bereits oben geschrieben habe steigt der Energiebedarf entsprechend mit der Tiefe linear.


.
Zerdenker



Anmeldungsdatum: 05.08.2020
Beiträge: 64

Beitrag Zerdenker Verfasst am: 01. Sep 2020 11:50    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Marcstein hat Folgendes geschrieben:
Mein Hirnfurz hätte an Elektrolyse gedacht welche mit einem Entlüftungsrohr dann über dem Meer die Gase sammelt. Eventuell ja einen Kolben bewegen rechte Kammer leeren und dann die linke.


Und Brillant:

Brillant hat Folgendes geschrieben:
Aus Wasser wird Gas erzeugt, das über Entlüftungsrohre entweicht. Das umgewandelte Wasser fehlt nun in der Apparatur am Meeresgrund und kann nachfließen.


Das klingt mir schon nach einem zyklischen oder kontinuierlichem Vorgang.
Ansonsten könnte man sich auch die Elektrolyse sparen und einen luftgefüllten Behälter einmalig füllen.


Nur weil ein Vorgang kontinuierlich ist ist es ja nicht gleich ein PM.

Frankx hat Folgendes geschrieben:

DrStupids Rechnung hat im übrigen mit dem eigentlichen Problem wenig zu tun, da es nicht darum geht, eine bestimmte Masse an Wasser umzusetzen, sondern ein bestimmtes Volumen Gas zu erzeugen.

Um 1l Gas in 100m Tiefe zu erzeugen benötigt man 10x so viel Energie wie in 10m Tiefe (1bar Luftdruck an der Wasseroberfläche vernachlässige ich hier), weil nämlich auch 10x so viel Masse umgesetzt werden müsste.
Das ganze ist unabhängig vom konkreten Wert der Bildungsenthalpie.

Wie ich bereits oben geschrieben habe steigt der Energiebedarf entsprechend mit der Tiefe linear.
.


Also handelt es sich bei der Elektrolyse um einen Temperaturunabhängigen Vorgang?
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 793

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Sep 2020 11:59    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Nur weil ein Vorgang kontinuierlich ist ist es ja nicht gleich ein PM.


Dann müsstest du erklären, woher die Energie zur Aufrechterhaltung des kontinuierlichen Vorgangs kommt.


Zitat:
Also handelt es sich bei der Elektrolyse um einen Temperaturunabhängigen Vorgang?

Die Temperatur hat sicherlich auch irgendwo Einfluss, das ist hier aber für die Beurteilung als PM völlig unerheblich.


.
Zerdenker



Anmeldungsdatum: 05.08.2020
Beiträge: 64

Beitrag Zerdenker Verfasst am: 01. Sep 2020 12:20    Titel: Re: Druck am Meeresgrund umwandeln in Energie Antworten mit Zitat

Marcstein hat Folgendes geschrieben:
Meine Frage:
Wenn ich am Meeresgrund bei 100 Bar Umgebungsdruck ein System platziere und der innendruck des System ist 1 Bar und eine Turbine antreiben würde wenn man Wasser hineinlaufen lassen würde oder die Bremse der Turbine löst.

Wie kann ich die Energie welche an der Turbine abgegeben würde ausrechnen?
Und erhöht sich je nach Tiefe die mögliche Energieausbeute durch den Druckunterschied welche an der Turbinenschaufel abgeben würde?

Vielen Dank für die Hilfe.

Meine Ideen:
https://rechneronline.de/wasserkraft/

Ich habe mit dieser Formel es versucht. P = ? * ? * g * h * Q.
Aber der Volumenstrom Q aus dem Druckunterschied zu konvertieren oder so kriege ich nicht Raus.


Marcstein hat Folgendes geschrieben:

Hallo Nils

Mein Hirnfurz hätte an Elektrolyse gedacht welche mit einem Entlüftungsrohr dann über dem Meer die Gase sammelt. Eventuell ja einen Kolben bewegen rechte Kammer leeren und dann die linke.


mehr wurde vom Fragesteller nicht gesagt.
Und selbst wenn mit der recht unpräzisen Beschreibung ein kontinuierlicher Prozess gemeint war, sehe ich nirgendwo eine Aussage über die Aufrechterhaltung dieses Prozesses.

Aber schon bemerkenswert wie schnell so eine Idee als PM bewertet wird und mit dieser Begrünung als nicht möglich angesehen wird.

Vielleicht möchte der Fragesteller ja gar keine Energie "gewinnen" auch dazu hat er keine Aussage gemacht.
Und die Idee im allgemeinen finde ich gar nicht schlecht, wenn sie auch nicht funktionieren mag (im Kontext "Energieerzeugung"). Finde ich schon das durch das beschäftigen mit den Randbedingungen ein Lerneffekt vorhanden ist und womöglich weitere Ideen in dieser Richtung entstehen können.

Wie man sieht (Link oben) werden ähnliche Gebilde zur Speicherung von Energie genutzt, daher sind gewisse Teilprozesse real im Einsatz/Erprobung und daher nicht uninteressant.
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
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Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 01. Sep 2020 12:21    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Um 1l Gas in 100m Tiefe zu erzeugen benötigt man 10x so viel Energie wie in 10m Tiefe
Wieso?

In meinem Konstrukt werden die beiden erzeugten Gase getrennt durch zwei senkrechte Rohre an die Wasseroberfläche geleitet. Da muss lediglich der Druck der Gase in den Rohren überwunden werden, aber nicht der Druck der Wassersäule.

Angenommen, wir haben einen Behälter am unteren Ende der Rohre. Der steht unter dem Druck der Gassäule. Mit dem Druck der Wassersäule strömt Wasser ein und treibt einen Generator an. Dessen Strom wird zur Spaltung des Wassers verwendet, womit wieder Platz wird, um neues Wasser einströmen zu lassen.

Ich habe nicht das Gefühl, dass das kontinuierlich laufen kann, aber als Gehirnjogging ganz interessant. So manche blöde Idee war schon Ausgangspunkt, etwas Neues zu entwickeln. Man denke nur an die Kutsche, die keine Pferde hat.

Der Fragesteller hat aber gar keinen kontinuierlichen Prozess beschrieben. Er hat 100 Bar Umgebungsdruck und der Innendruck ist 1 Bar. Das Gerät wird volllaufen bis es auch 100 Bar Innendruck hat, aber die Turbine könnte solange Strom erzeugen. Und in größerer Tiefe wird die Stromausbeute höher sein, weil der Druckunterschied Wassersäule / Geräteinneres höher ist.

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DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3202

Beitrag DrStupid Verfasst am: 01. Sep 2020 13:35    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Um 1l Gas in 100m Tiefe zu erzeugen benötigt man 10x so viel Energie wie in 10m Tiefe (1bar Luftdruck an der Wasseroberfläche vernachlässige ich hier), weil nämlich auch 10x so viel Masse umgesetzt werden müsste.


Du übersiehst hier, dass die gleiche Masse Gas bei zehnfachem Druck nur ein Zehntel des Volumens hat. Solange es sich in guter Näherung um ein ideales Gas handelt, ist die spezifische Volumenenergie nicht vom Druck, sondern nur von der Temperatur abhängig (n·R·T/M). Allerdings würde es dann in der für den Prozess notwendigen Tiefe sehr wahrscheinlich stärker komprimiert als das Wasser aus dem es entstanden ist (das müsste ich allerdings erst nachrechnen).

Tatsächlich ist es dann natürlich kein ideales Gas mehr. Ohne entsprechende Daten würde ich im einfachsten Fall davon ausgehen, dass das Reaktionsvolumen und damit die Volumenarbeit mit zunehmender Tiefe gegen Null geht. Das führt dann allerdings zu dem oben angesprochenen Problem mit dem Abtransport der Reaktionsprodukte. Es bringt ja letzten Endes nichts, wenn man dafür mehr Energie aufwenden muss als für eine Spaltung des Wassers an der Oberfläche.
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 793

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Sep 2020 14:09    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Vielleicht möchte der Fragesteller ja gar keine Energie "gewinnen" auch dazu hat er keine Aussage gemacht.


Da hast du natürlich recht. Ich habe einfach den Titel des Threads völlig missverstanden.


.
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 793

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Sep 2020 14:24    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
In meinem Konstrukt werden die beiden erzeugten Gase getrennt durch zwei senkrechte Rohre an die Wasseroberfläche geleitet. Da muss lediglich der Druck der Gase in den Rohren überwunden werden, aber nicht der Druck der Wassersäule.


Bei der Elektrolyse befinden sich die beiden Elektroden im Wasser. An ihnen bilden sich die Gasbläschen.

Wenn deine Rohre unten offen sind, laufen sie voll.
Wenn die Rohre dagegen unten geschlossen sind, bekommt man das erzeugte Gas nicht hinein, es sei denn man baut eine Schleuse.

Das bedeutet, das Gas steht bis zur Schleuse unter dem Druck des Wassers und entspannt sich erst beim Durchtritt.

Damit wird aber eben im Wasser nur so viel Volumen freigegeben, wie das Gas unter Druck beansprucht hat. Das entspricht aber bei 100m Tiefe eben jenen 10x mehr Gasmasse/Liter im Vergleich zu 10m Tiefe.
Und diese 10-fache Masse muss entsprechend mit 10x höherem Energieaufwand erzeugt werden.


.
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 793

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Sep 2020 14:29    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Du übersiehst hier, dass die gleiche Masse Gas bei zehnfachem Druck nur ein Zehntel des Volumens hat.


Nein, das übersehe ich nicht. Es ist ja gerade der Grund dafür, dass man pro Liter erzeugtem Gas in 10-facher Tiefe auch die 10-fache Menge Wasser umsetzen muss. Dazu benötigt man die 10-fache Energie.

Es bringt also nichts, den Prozess in die Tiefe zu verlagern.
Wenn es direkt unter der Oberfläche nicht funktioniert (und das tut es nicht), dann funktioniert es auch nicht in großer Tiefe.



.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3202

Beitrag DrStupid Verfasst am: 01. Sep 2020 15:00    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Es ist ja gerade der Grund dafür, dass man pro Liter erzeugtem Gas in 10-facher Tiefe auch die 10-fache Menge Wasser umsetzen muss. Dazu benötigt man die 10-fache Energie.


Diese zehnfache Menge Wasser enthält aber die 100-fache Energie (E=m·g·h).

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Es bringt also nichts, den Prozess in die Tiefe zu verlagern.


Natürlich bringt das etwas. Die Energie, die an die Tubine abgegeben wird, wenn eine bestimmte Menge Wasser in das System strömt, steigt annähernd linear mit der Tiefe an, während die für die Elektrolyse dieses Wassers notwendige Energie annähernd konstant bleibt. Theoretisch gibt es dann eine Tiefe, bei der beide Energien gleich sind. Dann kann das einströmende Wasser ohne zusätzliche Energiezufuhr komplett in die Elemente zerlegt werden.
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 793

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Sep 2020 15:47    Titel: Antworten mit Zitat

Irgendwie reden wir an einander vorbei.

Wir haben eine geschlossenen Behälter, an dem sich ein Zugang mit Turbine befindet.

Im Behälter betreib ich Elektrolyse und zerlege dabei Wasser zu H2 und O2.

Einerseits entsteht also Gas und andererseits "verschwindet" ein kleines Volumen Wasser.

Da strömt aber erst mal gar nichts nach, da das Gasvolumen definitiv immer größer ist, als das Volumen des verbrauchten Wassers.
Im Gegenteil, es würde Wasser und/oder Gas entgegen der Turbine aus dem Behälter gedrückt.


Man muss also das Gasvolumen irgendwie anders aus dem Behälter bekommen.

Jetzt bist du dran.


.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 3202

Beitrag DrStupid Verfasst am: 01. Sep 2020 17:01    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Da strömt aber erst mal gar nichts nach, da das Gasvolumen definitiv immer größer ist, als das Volumen des verbrauchten Wassers.


Ich würde nicht meine Hand dafür ins Feuer legen, dass das Gasvolumen definitiv immer größer ist, als das Volumen des verbrauchten Wassers.

Davon abgesehen muss erst einmal genug Gas entstehen, um den Druck im Inneren des Behälters auf den Umgebungsdruck ansteigen zu lassen. Erst dann kann kein Wasser mehr nachströmen.

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Im Gegenteil, es würde Wasser und/oder Gas entgegen der Turbine aus dem Behälter gedrückt.


Das würde aber Energie verbrauchen. Von selbst passiert das also nicht.

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Man muss also das Gasvolumen irgendwie anders aus dem Behälter bekommen.


Nur wenn das System zyklisch arbeiten soll. Dazu muss man dann mindestens genauso viel Energie reinstecken, wie es geliefert hat. Wenn es nicht zyklisch arbeiten soll, dann ist einfach Schluss wenn der Behälter voll. In beiden Fällen fehlt eine notwendige Bedingung für ein PM.
Klimafrosch



Anmeldungsdatum: 12.10.2020
Beiträge: 33

Beitrag Klimafrosch Verfasst am: 22. Okt 2020 00:15    Titel: Antworten mit Zitat

Ich rechne mal überschlagsmäßig. Wir haben eine Kugel von 1m³ gefüllt mit Wasser unter 1E5Pa an der tiefsten Stelle des Meeres, ca. 12 km.

Wichtig ist die Kompressibilität des Wassers.

https://de.wikipedia.org/wiki/Kompressionsmodul

>Bei einer Dichte von 1000 kg/m³ an der Oberfläche erhöht sich durch die Kompressibilität des Wassers die Dichte in 12 km Tiefe auf dort 1051 kg/m³. Der zusätzliche Druck durch die höhere Dichte von Wasser in der Tiefe beläuft sich auf etwa 2,6 Prozent gegenüber dem Wert bei Vernachlässigung der Kompressibilität. Hierbei bleiben jedoch die im Meer weiterhin vorherrschenden Einflüsse von Temperatur, Gas- und Salzgehalten unberücksichtigt.

Die Energie die die Turbine maximal liefern kann ist:

W = 12000m/10,33m * 1E5 Pa * 51E-3m³ = 5,9E6 J
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