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Tobias_Hamann
Anmeldungsdatum: 04.08.2023
Beiträge: 1
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 Tobias_Hamann Verfasst am: 04. Aug 2023 22:59 Titel: Gravitationskraftwerk |
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Moin Moin,
kurz vorab zu meiner Person:
Ich bin kein Physiker im Sinne eines Studiums etc.
Ich bin 33 Jahre alt und komme aus dem Denken nicht mehr raus (vielleicht kennen ein paar von euch das Problem)
Mein Hauptthema ist derzeit das Erzeugen von Energie aus der Gravitation der Erde.
Die Schweizer machen es anscheinend vor, jedoch ist mein Ansatz etwas anders und ich wollte mich nun mal in einer solchen Runde an ein paar Experten wenden:
Idee:
Man stelle sich einen Schacht / Turm vor. Höhe unbekannt (ich bin kein Physiker) in dem sich, ähnlich einer Wendeltreppe Schienen anstatt Stufen befinden.
Diese Schienen führen spiralförmig mt einer gewissen Steigung nach unten. (Mehrspiralen möglich)
Auf diesen Schienen sind Blöcke angebracht, die mit einer starren Verbindung in die Mitte (Wendelmittelpunkt verbunden sind.
Diese Wendel dient als Antriebswelle an einem Generator, der unten und oben oder nur an einer Seite angebunden ist.
Im Falle eines Energieüberschusses und eines intelligenten Rückzugsmeachnismus, mit dem die Blöcke wieder "aufwärts" (also rückwärts) transportiert werden, müsste es ja theoretisch machbar sein, über einen gewissen Zeitraum ein hohes Maß an Energie platzsparend und "grün" erzeugen zu können (über die "Fallrichtung der Blöcke / Gewichte in Richtung Boden)
Nun die Frage der Fragen: Liege ich mit meiner laienhaften Theorie komplett daneben oder gibt es hier einen Fallstrick, den ich nicht berücksichtige.
Was wäre euer Einwand oder ein "Problem"?
Danke euch vielmals.
Gerne würde ich mich über solche Themen intensiver unterhalten und würde mich auch über Vermittlungen in Gesprächsrunden freuen.
VLG Tobias
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3405
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| ML Verfasst am: 05. Aug 2023 01:02 Titel: Re: Rastlos in Gedanken - Gravitationskraftwerk |
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Hallo,
| Tobias_Hamann hat Folgendes geschrieben: |
Im Falle eines Energieüberschusses und eines intelligenten Rückzugsmeachnismus, mit dem die Blöcke wieder "aufwärts" (also rückwärts) transportiert werden, müsste es ja theoretisch machbar sein, über einen gewissen Zeitraum ein hohes Maß an Energie platzsparend und "grün" erzeugen zu können (über die "Fallrichtung der Blöcke / Gewichte in Richtung Boden)
Nun die Frage der Fragen: Liege ich mit meiner laienhaften Theorie komplett daneben oder gibt es hier einen Fallstrick, den ich nicht berücksichtige.
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Was Du da beschreibst, ist ungefähr die in Stein gemeißelte Version eines Pumpspeicherkraftwerks.
https://de.wikipedia.org/wiki/Speicherkraftwerk_(Wasser)
Viele Grüße
Michael
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Aruna_Gast
Gast
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| Aruna_Gast Verfasst am: 05. Aug 2023 05:35 Titel: Re: Rastlos in Gedanken - Gravitationskraftwerk |
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| Tobias_Hamann hat Folgendes geschrieben: |
Im Falle eines Energieüberschusses und eines intelligenten Rückzugsmeachnismus, mit dem die Blöcke wieder "aufwärts" (also rückwärts) transportiert werden, müsste es ja theoretisch machbar sein, über einen gewissen Zeitraum ein hohes Maß an Energie platzsparend und "grün" erzeugen zu können (über die "Fallrichtung der Blöcke / Gewichte in Richtung Boden)
Nun die Frage der Fragen: Liege ich mit meiner laienhaften Theorie komplett daneben oder gibt es hier einen Fallstrick, den ich nicht berücksichtige.
Was wäre euer Einwand oder ein "Problem"?
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Damit kann man Energie speichern, aber nicht erzeugen.
Du brauchst mehr Energie, um die Blöcke wieder nach oben zu bringen, als Du gewinnst, wenn die nach untern fallen.
Stichworte: Energieerhaltungssatz, Perpetuum mobile
| Zitat: | | Als Perpetuum mobile (lat. ‚sich ständig Bewegendes‘, Mehrzahl Perpetua mobilia) werden unterschiedliche Kategorien ausgedachter, nicht existierender Geräte bezeichnet, die – einmal in Gang gesetzt – ohne weitere Energiezufuhr ewig in Bewegung bleiben und dabei je nach zu Grunde gelegter Definition möglicherweise auch noch Arbeit verrichten sollen. Allen ist gemeinsam, dass sie mindestens einem thermodynamischen Hauptsatz widersprechen und deshalb nicht realisierbar sind. |
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gast_free
Anmeldungsdatum: 15.07.2021
Beiträge: 195
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| gast_free Verfasst am: 07. Aug 2023 16:26 Titel: |
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Ein klassisches Gravitationskraftwerk wäre ein Gezeitenkraftwerk. Die Gravitationskraft des Mondes setzt Unmengen an Meerwasser in Bewegung. Durch diese Bewegung wird Bewegungsenergie und auch teilweise Lageenergie (Stauwasser) erzeugt. Diese Energien lassen sich hervorragend abgreifen und umwandeln. Nun könnte man sich überlegen ob diese Gravitationskräfte auch auf ein künstliches Gebilde einwirken könnte um Energie zu gewinnen. Das ist vielleicht eine ganz interessante Rechenaufgabe. Eine weitere Energiequelle könnte die Rotationsenergie der Erde selber darstellen. Auch hier kann man sich Gedanken machen, wie man sie durch abbremsen umwandeln könnte.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 07. Aug 2023 16:42 Titel: |
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| gast_free hat Folgendes geschrieben: | | Ein klassisches Gravitationskraftwerk wäre ein Gezeitenkraftwerk. |
Ein Wasserkraftwerk ist noch klassischer.
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frage_2
Gast
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| frage_2 Verfasst am: 08. Aug 2023 21:31 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | gast_free hat Folgendes geschrieben: | | Ein klassisches Gravitationskraftwerk wäre ein Gezeitenkraftwerk. |
Ein Wasserkraftwerk ist noch klassischer. |
Ein Geietenrkaftwerk bekommt seine Energie vom Mond und ein klassisches Wasserkraftwerk bekommt seine Energie aus der Atmosphäre und der Gravitation der Erde. Aber woher bekommt die Gravitation selbst ihre Energie das würde ich gerne wissen, wenn man da googled landed man schnell bei irgendwelchen Esoterik Spinner oder Meister Yoda, die Macht ist ein Energiefeld was alles durchdringt?!?
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 09. Aug 2023 09:36 Titel: |
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| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | Ein Geietenrkaftwerk bekommt seine Energie vom Mond und ein klassisches Wasserkraftwerk bekommt seine Energie aus der Atmosphäre und der Gravitation der Erde. |
Sowohl beim Gezeitenkraftwerk als auch beim Wasserkraftwerk wird potentielle Energie von Wasser genutzt, das vorher durch eine andere Energiequelle im Gravitationsfeld angehoben wurde.
| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | Aber woher bekommt die Gravitation selbst ihre Energie das würde ich gerne wissen |
Beim Gezeitenkraftwerk stammt die potentielle Energie aus der Rotation der Erde und beim Wasserkraftwerk kann man sie bis zur Kernfusion in der Sonne zurück verfolgen.
Man könnte hier darüber diskutieren, ob beim Gezeitenkraftwerk Reste der potentiellen Energie der protostellaren Wolke genutzt werden, aus der sich das Sonnensystem gebildet hat. In dem Fall würde die Energie ursprünglich aus Quantenfluktuationen kurz nach dem Urknall und aus der Expansion des Universums stammen. Aber es wird sich wohl nicht mehr klären lassen, welchen Anteil die Wirkung von Supernovae auf diese Wolke und die der junge Sonne auf die protoplanetare Scheibe hatten. Über die Rotationsenergie der Erde hinaus wird es spekulativ.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 09. Aug 2023 10:53 Titel: |
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Aus den Tiefen des Weltalls zurück zur ursprüglichen Fragestellung.
Die potentielle Energie der Masse am oberen Punkt der Anlage sei 100 und ihr Wirkungsgrad z.Bsp. eta = 80 %. Dann sind am unteren Punkt 80 % der Energie verfügbar.
Um die Masse bei gleichem Wirkungsgrad zurück auf den oberen Punkt anzuheben, ist eine Energie von 100/80% = 125 % erforderlich, also mehr als die errzeugte Energie.
Mit einer solchen Einrichtung kann Energie zur Abdeckung von Spitzenlast gespeichert werden und durch überschüssige Energie aufgefüllt werden.
Weiterhin kann die erzeugte Energie in Zeiten hoher Preise abgegeben und in Zeiten niedrigerer Preise zur Auffüllung bezogen werden. Es entsteht ein Gewinn, wenn das Verhältnis des Bezugspreises zum Abgabepreis > eta² beträgt.
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frage_2
Gast
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| frage_2 Verfasst am: 09. Aug 2023 12:56 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Beim Gezeitenkraftwerk stammt die potentielle Energie aus der Rotation der Erde und beim Wasserkraftwerk kann man sie bis zur Kernfusion in der Sonne zurück verfolgen.
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Sorry aber da muss ich wiedersprechen, ohne den Mond nützt dir die Rotation der Erde garnichts und ja letztendlich kommt alle Energie auf der Erde von der Sonne bis auf den radioaktiven zerfall im Kern.
Was die ursprüngliche Frage bestrifft so gibts ja mittlerweile Versuchsanlagen für Lageenergiespeicher aber da kommen halt bestenfals 80% wieder raus also von Kraftwerk kann man nicht sprechen, schau mal bei heindl-energy punkt com
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 09. Aug 2023 17:56 Titel: |
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| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | Sorry aber da muss ich wiedersprechen, ohne den Mond nützt dir die Rotation der Erde garnichts |
Das steht nicht im Widerspruch zu dem, was ich oben sagt. Gezeitenkraftwerke nutzen die Rotationsenergie der Erde mit Hilfe der Gravitation von Erde, Mond und Sonne. Dass die Energie nicht vom Mond stammen kann, sieht man schon daran, dass der Mond bei der Gezeitenwechselwirkung mit der Erde Energie gewinnt und nicht verliert.
| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | und ja letztendlich kommt alle Energie auf der Erde von der Sonne bis auf den radioaktiven zerfall im Kern. |
Wie ich oben schon schrieb, gilt das nicht für die Rotationsenergie der Erde.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 09. Aug 2023 19:15 Titel: |
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| frage_2 hat Folgendes geschrieben: |
Was die ursprüngliche Frage bestrifft so gibts ja mittlerweile Versuchsanlagen für Lageenergiespeicher aber da kommen halt bestenfals 80% wieder raus also von Kraftwerk kann man nicht sprechen, schau mal bei heindl-energy punkt com |
Habe mir das von Heindl angeschaut. Tolles Konzept einen Granitzylinder von 1000 m Durchmesser und 500 m Höhe hydraulisch zu liften und dann die potentielle Energie freisetzen. Da kann man gleich den Mount Everest absägen und heben.
Interessant ist seine Aussage, dass weder Pumpspeicherkraftwerke noch Stromspeicher (Akku) existieren, um Wind- und Dunkelflauten bei regenerativer Energieerzeugung zu überbrücken. Sagte doch Prof. Sinn:"Energiewende ins Nichts" . Aber es wird munter weiter gemacht.
Kein Wunder, denn von den Protagonisten hat kaum einer einen Studienabschluss noch eine abgeschlossene Ausbildung, geschweige denn jemals gearbeitet. Avanti dilettanti.
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Kurt
Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 751
Wohnort: Bayern
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| Kurt Verfasst am: 09. Aug 2023 21:50 Titel: Re: Gravitationskraftwerk |
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| Tobias_Hamann hat Folgendes geschrieben: |
Nun die Frage der Fragen: Liege ich mit meiner laienhaften Theorie komplett daneben oder gibt es hier einen Fallstrick, den ich nicht berücksichtige.
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Hallo Tobias,
Frage: wie bringst du die Blöcke rauf?
Kurt
PS: du hast was "in der Schweiz" angesprochen, was ist das?
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frage_2
Gast
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| frage_2 Verfasst am: 10. Aug 2023 00:12 Titel: |
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Dr.Stupid ich weiss nicht ob wir über dasselbe Gezeiten schreiben, im Grunde bremst der Mond die Erde durch Reibung ab weil er das Wasser der Ozeane festhält und diese Energie nutzt auch das Kraftwerk. Ohne die Sonne gäbs aber auch kein flüssiges Wasser letztendlich hängt alles daran.
Mathefix das Konzept ist ja jetzt auch nichts neues, alles erprobte Technik. Energierückgewinnung gibts mittlerweile beim Fahrstuhl und im Auto.
Das gute an dem Granitblock ist das es einfacher zu bauen ist als zB Batterien, Wasserstoff oder große Pumpspeicher.
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Myon
Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5888
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| Myon Verfasst am: 10. Aug 2023 09:00 Titel: |
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| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | Das gute an dem Granitblock ist das es einfacher zu bauen ist als zB Batterien, Wasserstoff oder große Pumpspeicher. |
Das Prinzip erscheint einfach. Aber wenn man dann einmal überschlagsmässig rechnet, sieht man, dass der Aufwand pro Speicherkapazität hoch wäre.
Nehmen wir einmal an, wie hätten einen Granitblock mit m=100t (d.h., etwa 3m*3m*4m) und eine Höhendifferenz h=300m. Dann ergibt das eine Speicherkapazität von "nur" E=m*g*h=82kWh, Verluste nicht einberechnet. Oder man bräuchte 10 Blöcke, die jeweils um 30m gehoben oder abgesenkt werden können. Mit z.B. handelsüblichen Batteriespeichern würde man die gleiche Speicherkapazität mit weit weniger Kosten erreichen.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 10. Aug 2023 10:04 Titel: |
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| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | im Grunde bremst der Mond die Erde durch Reibung ab weil er das Wasser der Ozeane festhält und diese Energie nutzt auch das Kraftwerk. |
Ja, genau das sage ich doch. "Diese Energie" ist die bei der Abbremsung frei werdende Rotationsenergie der Erde.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 10. Aug 2023 10:32 Titel: |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | | frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | Das gute an dem Granitblock ist das es einfacher zu bauen ist als zB Batterien, Wasserstoff oder große Pumpspeicher. |
Das Prinzip erscheint einfach. Aber wenn man dann einmal überschlagsmässig rechnet, sieht man, dass der Aufwand pro Speicherkapazität hoch wäre.
Mit z.B. handelsüblichen Batteriespeichern würde man die gleiche Speicherkapazität mit weit weniger Kosten erreichen. |
Stimmt. Die Anpassung der Energieerzeugung an den schwankenden Energiebedarf wäre sehr kompliziert. Das ist bei einem Batteriespeicher sehr viel einfacher.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 10. Aug 2023 12:08 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | Das ist bei einem Batteriespeicher sehr viel einfacher. |
Allerdings sind traditionelle Akkus auch schlecht skalierbar. Besser sind im großen Maßstab Systeme, bei denen die Hardware für die Energieumwandlung vom eigentlichen Speicher getrennt ist - also z.B. Redox-Flow-Batterien oder Brennstoffzellen und e-Fuels.
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frage_2
Gast
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| frage_2 Verfasst am: 10. Aug 2023 12:36 Titel: |
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Einfach wäre es wenn die Energieversorger es mal auf die Reihe bekommen würden wirklich intelligente Stromzähler anzubieten, mit den passenden Tarifen dazu und damit meine ich stündliche Preise. Dann kann Mutti die Wäsche machen oder ihr Gulaschkochen wenn es gerade günstig ist. Solange wir einen Preis für den ganzen Tag oder maximal noch einen für die Nacht haben der Anreiz genau Null das zu tun oder macht ihr die Wäsche nach dem Wetter?
Batteriespeicher taugen maximal für ein paar Stunden das taugt vielleicht um Schwankungen zu glätten aber damit kommt man nicht durch den Winter, Pumpspeicher sind gut klar verbrauchen aber viel Fläche und geht nicht überall, Wasserstoff ist absolut in effizient und schlecht handlebar, E-Fuels sind wohl das ineffzienteste aber für den Porsche wird schon gehen.
DrStupid das funktioniert trozdem nur mit Sonne.
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 10. Aug 2023 12:43 Titel: |
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| Myon hat Folgendes geschrieben: | | Nehmen wir einmal an, wie hätten einen Granitblock mit m=100t (d.h., etwa 3m*3m*4m) und eine Höhendifferenz h=300m. Dann ergibt das eine Speicherkapazität von "nur" E=m*g*h=82kWh, Verluste nicht einberechnet. Oder man bräuchte 10 Blöcke, die jeweils um 30m gehoben oder abgesenkt werden können. Mit z.B. handelsüblichen Batteriespeichern würde man die gleiche Speicherkapazität mit weit weniger Kosten erreichen. |
Um dieses Beispiel mal konkret mit einem Batteriespeicher zu vergleichen:
Ein Lithium-Ionen-Akku hat eine Energiedichte von bis zu 180 khW/t. Ein Akku, der genauso schwer ist wie der Granitblock hätte also eine Kapazität von 18.000 kWh, also etwa ein Faktor 220-mal mehr.
Interessant ist allerdings ein Vergleich der Kosten: Beton kostet etwa 32 Euro pro Tonne, ein 100-t-Block also 3200 Euro. Nimmt man an, die vertikale Struktur wäre beteits vorhanden (indem man z.B. Wolkenkratzer oder stillgelegte Bergwerksschächte nutzt), sodass man nur noch Kosten für die Hubeinrichtung (Seilwinden, Rollen und Mechanik) hat, wäre man bei etwa 10.000-15.000 Euro insgesamt, also etwa 200 Euro/kWh.
Zum Vergleich: ein Lithium-Ion-Akku dieser Größe kostet etwa 500 Euro/kWh.
Also auch wenn die Energiedichte nicht all zu hoch ist, wären solche Speicher in vielen Situationen durchaus ein interessante Option.
Viele Grüße,
Nils
_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt!
Zuletzt bearbeitet von Nils Hoppenstedt am 10. Aug 2023 13:03, insgesamt einmal bearbeitet |
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frage_2
Gast
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| frage_2 Verfasst am: 10. Aug 2023 13:01 Titel: |
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Ein Lithium Ionen Akku brennt auch gerne mal ab, von den Umweltschäden bei der Herstellung ganz zu schweigen.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 10. Aug 2023 16:30 Titel: |
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| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | Batteriespeicher taugen maximal für ein paar Stunden |
Das kann man so pauschal nicht sagen. Redox-Flow-Batterien lassen sich beliebig skalieren.
| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | E-Fuels sind wohl das ineffzienteste |
Wenn das ein KO-Kriterium wäre, dann gäbe es z.B. keine Solarzellen. Es hat keinen Sinn, die Effizienz von Technologien mit völlig unterschiedlichem Entwicklungsstand zu vergleichen.
| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | DrStupid das funktioniert trozdem nur mit Sonne. |
Was meinst Du "das"?
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frage_2
Gast
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| frage_2 Verfasst am: 10. Aug 2023 17:03 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Das kann man so pauschal nicht sagen. Redox-Flow-Batterien lassen sich beliebig skalieren. |
Lageenergiespeicher lassen sich auch skalieren, das ist nicht der Punkt es ist günstig herzustellen, ungefährlich und auch relativ verschleissfrei.
Es wäre zB auch eine Zahnradbahn vorstellbar mit Schüttgut als Gewichte, funktioniert auch in der Schräge.
| Zitat: |
Wenn das ein KO-Kriterium wäre, dann gäbe es z.B. keine Solarzellen. Es hat keinen Sinn, die Effizienz von Technologien mit völlig unterschiedlichem Entwicklungsstand zu vergleichen. |
Solarzellen tun hier überhaupts nicht zur Sache sie erzeugen Energie und speichern nichts.
| Zitat: |
Was meinst Du "das"? |
Ohne Sonne ist die Erde tiefgefroren das funktioniert "das" Geizeitenkraftwwerk leider nichtmehr.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 10. Aug 2023 19:05 Titel: |
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| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | Lageenergiespeicher lassen sich auch skalieren, das ist nicht der Punkt es ist günstig herzustellen, ungefährlich und auch relativ verschleissfrei. |
Lageenergiespeicher haben eine erbärmliche Energiedichte und die lässt sich auch nicht großartig steigern. Wie viel Material und welche Fläche würde man benötigen, um Deutschland damit nur einen Tag mit Strom zu versorgen?
| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | Solarzellen tun hier überhaupts nicht zur Sache sie erzeugen Energie und speichern nichts. |
Solarzellen gibt es nicht umsonst. Die Herstellung kostet Energie und es hat Jahrzehnte gedauert, bis sie so weit entwickelt waren, dass sie mehr Energie geleifert haben, als man reinstecken musste. Wäre es damals nach der Effizienz gegangen, dann gäbe es sie heute nicht. Dasselbe gilt für e-Fules. Dass die jetzt weniger effizient als andere Speichermedien sind, heißt nicht, dass sie keine Zukunft haben. Die Entwicklung ist hier noch am Anfang.
| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | Ohne Sonne ist die Erde tiefgefroren das funktioniert "das" Geizeitenkraftwwerk leider nichtmehr. |
Und wenn Pferde Katzen wären, dann könnte man Bäume hochreiten.
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frage_2
Gast
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| frage_2 Verfasst am: 10. Aug 2023 20:18 Titel: |
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Energiedichte, ernsthaft? Potentielle Energie ist wohl bisschen mehr als das.
Solarzellen und E-fuel, Äpfel und Birnen? Aber hey DrStupid wenigtens der Name ist Prrogramm.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 11. Aug 2023 08:43 Titel: |
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@ frage_2
Da Dir die Sachargumente ausgehen, wirst Du persönlich.
Selbst wenn man die Masse im Schneckentempo absenkt, ist der Zeitraum der Energielieferung kurz.
Das anhängende Bild zeigt die Grüne Idylle, die dann noch durch Türme für die Gravitationsenergie bereichert wird.
| Beschreibung: |
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frage_2
Gast
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| frage_2 Verfasst am: 11. Aug 2023 12:29 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | @ frage_2
Da Dir die Sachargumente ausgehen, wirst Du persönlich.
Selbst wenn man die Masse im Schneckentempo absenkt, ist der Zeitraum der Energielieferung kurz.
Das anhängende Bild zeigt die Grüne Idylle, die dann noch durch Türme für die Gravitationsenergie bereichert wird. |
Bin ich verpflichtet auf ewig die Trolle zu füttern? Erklär du ihm doch den Unterschied zwischen Energiedichte und potentieller wennd ir soviel daran liegt aber ne man kann auch lustige Bildchen posten das geht ja auch.
Photoshop doch noch eine Duracell und einen gelben Porsche dazu.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 11. Aug 2023 13:13 Titel: |
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| frage_2 hat Folgendes geschrieben: |
... einen gelben Porsche dazu. |
Haben wir schon. 911 Carrera, dunkelblau mit Pano. Hohe Leistungsdichte 
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 477
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 11. Aug 2023 14:09 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: |
Interessant ist allerdings ein Vergleich der Kosten: Beton kostet etwa 32 Euro pro Tonne, ein 100-t-Block also 3200 Euro. Nimmt man an, die vertikale Struktur wäre beteits vorhanden (indem man z.B. Wolkenkratzer oder stillgelegte Bergwerksschächte nutzt), sodass man nur noch Kosten für die Hubeinrichtung (Seilwinden, Rollen und Mechanik) hat, wäre man bei etwa 10.000-15.000 Euro insgesamt, also etwa 200 Euro/kWh. |
Die Kosten sind definitiv viel zu gering geschätzt und da kann ich mal ausnahmsweise sogar fachlich etwas dazu beitragen. Ich habe bis Ende letzten Jahr knapp 20 Jahre im Maschinenbau, speziell im Kranbau gearbeitet.
So ein 100t Hubwerk ist schon nichts mehr, was man wirklich Standard nennen kann, vor allem bei einer Anwendung wie sie hier dargestellt wird.
Man muss beachten, dass solch ein Gravitationsenergiespeicher im Dauerbetrieb läuft (100% ED) und das allein macht die Hardfware schon kostspielig.
So ein Hubwerk mit 100t und vielleicht 5 m/min Hubgeschwindigkeit kostet ca. 200.000 - 250.000€. Der Hubmotor hat bei einer Frequenzgeregelten Steuerung (Frequenzumrichter) um die 50-100 kW (je nach Wirkungsgrad des Motors, je besser, desto teurer). Die Leistung kann man nur verringern, indem man die Einscherung erhöht, wobei die Hubgeschwindigkeit sinkt oder die Nennfrequnz des Motors erhöht (um die Getriebeübersetzung zu verringern, wobei der Motor teuerer wird).
Einen 100t Betonblock muss man wahrscheinlich auch mit Metall verstärken.
1 t handelsübliche Gewichte kosten um, die 1000€ (Einzelhandelspreis).
https://www.ltt-versand.de/traversen/rigging-buehnentechnik/ballastierung/45043/riggatec-betongewicht-mkii-ca.-1000-kg?gclid=Cj0KCQjwuNemBhCBARIsADp74QQdA6zCbZlzcnmSmlPz_YxX5IIvIsceaKwv2oeE-i8Ma7caOr4nFjMaAqIBEALw_wcB
Fertigen und zum Bestimmungsort muss man die 100t dann ja auch noch bringen und das kostet eben auch.
Dazu kommt der Frequenzumrichter mit Energierückgewinnung/Netzrückspeidung, Steuerung, Automatisierungstechnik, Energieverteilung usw.
Locker nochmal 100.000 - 150.000€ kostet.
Mal zum Vergleich kostet ein Hubwerk mit ca. 5t Nennlast und normaler Klappertechnik (Schütze) ca. 5.000 - 10.000€.
Wrde man das dann in Serie bauen, so lassen sich kosten sparen aber nicht in dem Umfang das da große Ersparnisse zu erwarten sind. Zusätzlich kommt der zwangsläufige Verschleiß der Mechanik, die regelmäßig gewartet und instandgesetzt werden muss (Hubseile und Seilrollen sind schon etwas spezieller und nicht günstig).
Dazu dann der relativ schlechte Wirkungsgrad durch Reibung in der Mechanik und Abwärme der Antriebstechnik.
Meiner Meinung nach müsste man zu viel reinstecken und würde nur wenig herausbekommen.
In der Krantechnik, vor allem im Schwerlastbereich, ist aber Energierückgewinnung mit Netzrückspeisung schon fast alltäglich bei Neuanlagen aber da nutz man aus, dass man ja eh Lasten heben muss.
Zusätzlioch müsste Frequenzumrichter und Rückspeisung redundant aufgebaut werden, denn was nützt einem so eine Anlage, wenn der FU platzt und man dann weder heben, noch (geregelt) senken kann?
Hier reden wir also gerade mal von 100t. Bei höheren Lasten steigen die Kosten fast Exponentiell und in meinem Berufsleben habe ich bisher nur wenige Krane mit mehr als 500t Nennlast gesehen.
Vergleichbar wären da wohl eher Schiffshebewerke.
Dann doch lieber Kernkraft weiterentwickeln oder Kernfusion vorantreiben.
Insgesamt viel sinnvoller und ökologischer erscheinen mir dann doch dezentrale Kraftwerke auf Basis von Biogas oder Erdwärme, da man Energien nutzen kann, die eh schon da sind und die Errichtung die Natur kaum belastet.
Zuletzt bearbeitet von antaris am 11. Aug 2023 14:43, insgesamt 4-mal bearbeitet |
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 477
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 11. Aug 2023 14:17 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Selbst wenn man die Masse im Schneckentempo absenkt, ist der Zeitraum der Energielieferung kurz. |
Um eine Masse im Schneckentempo abzulassen, vor allem solche großen Massen, muss man zusätzlich auch noch Energie aufwenden bzw. viel davon geht als Abwärme in die Umwelt und in die Bremstechnik.
Keiner will den Antrieb auf eine Überdrehzahl bringen, da der sonst in alle Richtungen fliegt.
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5044
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| DrStupid Verfasst am: 11. Aug 2023 14:52 Titel: |
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| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | Bin ich verpflichtet auf ewig die Trolle zu füttern? |
Dazu ist hier niemand verpflichtet, aber ich tue es trotzdem:
| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | Erklär du ihm doch den Unterschied zwischen Energiedichte und potentieller |
Damit demonstrierst Du, dass Du keine Ahnung hast, wovon Du redest. Es geht um die potentielle Energie pro benötigtem Volumen. Vernachlässigen wir mal die komplette Stützkonstruktion und die für die Energiespeicherung und -entnahme notwendige Hardware und beschränken uns nur auf das Volumen
das ein Betonklotz der Grundfläche A und der Höhe
benötigt, um sich mit der Höhendifferenz
 \cdot H)
hoch und runter zu bewegen. Damit kann man in diesem Volumen die potentielle Energie
speichern, was eine Energiedichte von
)
mit maximal
ergibt. Für einen 100 Meter hohen Turm sind das rund 590 kJ/m³. Moderne Redox-Flow-Batterien liegen heute schon um einen Faktor 100 darüber. Von e-Fuels brauche ich hier gar nicht reden. Die liegen noch einmal zwei Zehnerpotenzen höher.
Weil Du es selbst nicht hinbekommen hast, rechne ich Dir auch noch den Material- und Flächenbedarf aus:
Letztes Jahr wurden in Deutschland insgesamt 484 TWh elektrische Energie verbraucht. Das heißt, dass man obige 100 m Türme mit einer Gesamtfläche von 8000 km² (ein Quadrat mit 90 km Kantenlänge) benötigen würde, um Energie für einen Tag zu speichern. Das Gesamtvolumen aller Betonklötze würde 400 km³ betragen. Zum Vergleich: Weltweit werden pro Jahr insgesamt 10 km³ Beton produziert.
Und falls Du jetzt auf die Idee kommst, dass man die Türme nur höher bauen muss:
Davon abgesehen, dass das auch mit kilometerhohen Türmen nicht realistischer wird, bezieht sich die Rechnung ausdrücklich nur auf das Volumen, in dem sich der Betonklotz bewegt. Wenn Du dieses Volumen erhöhst, dann musst Du in gleichem Maße auch das Volumen der Stützkonstruktion und die Mechanik vergrößern. Eine Hardware, die z.B. 100 t heben kann, hält schließlich keine 1000 t aus. Wenn man bedenkt, dass sich die Konstruktion auch noch selbst tragen muss, wird Deine Behauptung zur Skalierbarkeit zumindest fragwürdig.
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frage_2
Gast
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| frage_2 Verfasst am: 11. Aug 2023 15:13 Titel: |
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Seht her er wurde über Nacht vom Blitz getroffen und ist jetzt schlau, preiset den Herrn und Halleluja. Dann faselt ihr mal weiter von Türmen und Fusionskraftwerken.
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5868
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 11. Aug 2023 15:47 Titel: |
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| frage_2 hat Folgendes geschrieben: | | Seht her er wurde über Nacht vom Blitz getroffen und ist jetzt schlau, preiset den Herrn und Halleluja. Dann faselt ihr mal weiter von Türmen und Fusionskraftwerken. |
Statt der Bibel solltest Du besser ein Physikbuch bemühen.
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 11. Aug 2023 16:02 Titel: |
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Hallo Antaris,
vielen Dank für die Erläuterungen zu den Kosten.
| antaris hat Folgendes geschrieben: | Mal zum Vergleich kostet ein Hubwerk mit ca. 5t Nennlast und normaler Klappertechnik (Schütze) ca. 5.000 - 10.000€.
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Was spricht dagegen die 100t nicht am Stück, sondern nacheinander in Einzelblöcken zu je 5t anzuheben? Dann sollten sich die Kosten doch im Rahmen halten.
Ich will die Idee der Hubspeicherkraftwerke noch nicht ganz abschreiben. Sicher, die geringe Energiedichte bzw. der enorme Platzbedarf sind ein Faktor. Andererseits gibt es bei elektro-chemischen Batterien das Problem, dass die Kapazität mit jedem Lade- und Entladevorgang abnimmt und solche Systeme nach einigen Jahren ihre Kapazität verlieren. Ein Hubspeicherkraftwerk wird dagegen viele Jahrzehnte halten. Dieser Umstand muss man im Grunde bei der Berechnung der Wirtschaftlichkeit miteinbeziehen.
Außerdem entfallen bei Hubspeicherkraftwerken die Umweltprobleme, die beim Abbau der seltenen Erden für Lithium-Ionen-Batterien entstehen.
Zusammenfassend denke ich zwar auch nicht, dass Hubspeicherkraftwerke den Energiespeichermarkt revolutionieren und alle anderen Speicherarten komplett ersetzen. Aber dort wo es geeignete Standorte gibt, wo man bereits vorhandene vertikale Infrastruktur nutzen kann (z.B. stillgelegte Berkwerksschächte) könnten sie eine sinnvolle Ergänzung sein.
Viele Grüße,
Nils
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Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt! |
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frage_2
Gast
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| frage_2 Verfasst am: 11. Aug 2023 16:13 Titel: |
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| Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
Statt der Bibel solltest Du besser ein Physikbuch bemühen. |
Du wirfst mir vor persönlich zu werden sagst mir aber was ich tun soll. Danke das ich dich kennenlernen durfte, was ein toller Charakter.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 477
Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 11. Aug 2023 16:55 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: |
vielen Dank für die Erläuterungen zu den Kosten. |
Nicht dafür.
| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | Mal zum Vergleich kostet ein Hubwerk mit ca. 5t Nennlast und normaler Klappertechnik (Schütze) ca. 5.000 - 10.000€.
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Was spricht dagegen die 100t nicht am Stück, sondern nacheinander in Einzelblöcken zu je 5t anzuheben? Dann sollten sich die Kosten doch im Rahmen halten. |
Das o.g. Hubwerk mit 5t ist absoluter Standard und kann nicht mit 100% ED betrieben werden. Aber selbst damit müsste man ja 20 x 5t Hubwerke bauen, um 100t zu heben. Mehr Mechanik, mehr Instandhaltung, mehr Aufwand und die Kosten liegen im ähnlichen Bereich (100.000 - 200.000€).
Dazu hat der Motor vielleicht 5kW, die er beim heben braucht aber beim senken im generatorischen Betrieb nicht herausgibt. Durch mehr Anlagen verschlechtert sich der Wirkungsgrad ja noch mehr.
| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | Zusammenfassend denke ich zwar auch nicht, dass Hubspeicherkraftwerke den Energiespeichermarkt revolutionieren und alle anderen Speicherarten komplett ersetzen. Aber dort wo es geeignete Standorte gibt, wo man bereits vorhandene vertikale Infrastruktur nutzen kann (z.B. stillgelegte Berkwerksschächte) könnten sie eine sinnvolle Ergänzung sein. |
In Bergwerke könnte sich das vielleicht wirklich lohnen. Da stehen Motore mit wesentlich höheren Leistungen drin, die auch bei stillgelegte Bergwerke meist nicht demontiert werden. Ich befürchte aber das wäre insgesamt ein Trropfen auf dem heißen Stein.
Energiewende ist schön und gut aber leider steht dafür die nötige Technologie, wenn überhaupt, erst in den Startlöchern. Rein mechanische Speicherlösungen sind m.E. Ressourcen-/Geldverschwendung.
Ich denke das Hauptproblem bei der Thematik ist nicht mal die Technologie. Da hätte man, wenn denn die großen Konzerne es gewollt hätten, schon vor Jahrzehnten Lösungen entwickeln können und wir hätten aktuell keine Energieprobleme (sowie den Klimawandel schon entgegengetreten).
Wie ich oben schon geschrieben habe, sind m.E. dezentrale Lösungen die besten aber damit kann man (die Konzerne) ja nur einmal Geld verdienen.
Erst vor ein paar Wochen habe ich eine Doku gesehen, wo ein Konzern benannt wurde, der den Begriff "CO2 Fußabdruck" erfunden hatte. Nun darf man raten welcher Konzern das war, aus welche Branche dieser kommt und warum er das gemacht hat. 
Der Witz an der Sache ist doch mit der aktuellen Energiekrise durch den Krieg vollkommen offensichtlich geworden, denn wer hat durch die Krise so richtig fette Rekordgewinne eingefahren? Wo sind die Preise für Energie unnormal angestiegfen und kaum wieder gefallen? Wir (Deutschen) sind zu blöd und machen da auch noch widerstandslos mit.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 11. Aug 2023 17:08 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: |
Weil Du es selbst nicht hinbekommen hast, rechne ich Dir auch noch den Material- und Flächenbedarf aus:
Letztes Jahr wurden in Deutschland insgesamt 484 TWh elektrische Energie verbraucht. Das heißt, dass man obige 100 m Türme mit einer Gesamtfläche von 8000 km² (ein Quadrat mit 90 km Kantenlänge) benötigen würde, um Energie für einen Tag zu speichern. Das Gesamtvolumen aller Betonklötze würde 400 km³ betragen. Zum Vergleich: Weltweit werden pro Jahr insgesamt 10 km³ Beton produziert. |
Da war doch Mathefix mit seiner Schätzung schon ganz gut dabei. Ein paar Länder könnte man so wohl die el. Energie sichern 
| Zitat: | | Tolles Konzept einen Granitzylinder von 1000 m Durchmesser und 500 m Höhe hydraulisch zu liften und dann die potentielle Energie freisetzen. Da kann man gleich den Mount Everest absägen und heben. |
Davon abgesehen ist die Produktion von Zement (braucht man wohl für Beton) mit einer der Hauptgründe für die Erderwärmung...
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 11. Aug 2023 17:19 Titel: |
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| antaris hat Folgendes geschrieben: | Das o.g. Hubwerk mit 5t ist absoluter Standard und kann nicht mit 100% ED betrieben werden. Aber selbst damit müsste man ja 20 x 5t Hubwerke bauen, um 100t zu heben.
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Nein, es war so gemeint: Ein einzelnes Hubkraftwerk hebt nacheinander 20 Blöcke zu je 5t hoch.
-Nils
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Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt! |
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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Wohnort: In einem chaotischen Universum
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| antaris Verfasst am: 11. Aug 2023 17:30 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | antaris hat Folgendes geschrieben: | Das o.g. Hubwerk mit 5t ist absoluter Standard und kann nicht mit 100% ED betrieben werden. Aber selbst damit müsste man ja 20 x 5t Hubwerke bauen, um 100t zu heben.
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Nein, es war so gemeint: Ein einzelnes Hubkraftwerk hebt nacheinander 20 Blöcke zu je 5t hoch.
-Nils |
Aber das ändert dann nichts an den Umstand, dass insgesamt 100t angehoben werden. Ob nun mit einem mal 100t, z.B. auf 5 Meter, 20 x 5t nacheinander auf je 5 m oder ein einzelnes 5t Gewicht auf 100 m (in 20 Hubvorgängen)
Bei 20 x 5t müsste dann ja jedes 5t Gewicht wiederum an jeweils einen Generator gehangen werden oder nacheinander jedes 5t Gewicht an einen einzigen Generator umgehangen werden. Macht es das nicht kompliizierter (mehr Mechanik, zusätzlich noch irgendwelche Fahr-/Seitwärtsbewegungen zu den Hubbewegungen)?
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 11. Aug 2023 17:37 Titel: |
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Ich dachte, es ändert was an den Kosten, weil man dann auf Standardkomponenten zurückgreifen kann.
| Zitat: | | Macht es das nicht kompliizierter (mehr Mechanik, zusätzlich noch irgendwelche Fahr-/Seitwärtsbewegungen zu den Hubbewegungen)? |
Teuer und aufwändig sind vor allem die vertikalen Bewegungen gegen die Schwerkraft. Für die horizontalen Bewegungen könnte man die Blöcke dem Kran auf einer Art Schienensystem zuführen. Das sollte nicht sonderlich kompliziert sein.
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antaris
Anmeldungsdatum: 12.12.2022
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| antaris Verfasst am: 11. Aug 2023 17:52 Titel: |
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| Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben: | | Ich dachte, es ändert was an den Kosten, weil man dann auf Standardkomponenten zurückgreifen kann. |
Na ja, ich kann nur von Anwendungen sprechen, wo es eigentlich um die Hubbewegung zum Transport von Lasten von A nach B geht. Dabei fällt beim senken Energie an, die man entweder in einem Bremswiderstand "verbrennen" oder durch Netzrückspeisung zu einem Teil zurück gewinnen kann.
Für eine mech. Energiespeicherlösung müsste man wohl noch spezielleres Engineering anwenden aber im Grunde ändert es in der Sache nichts.
Möglicherweise ist da was möglich aber ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen, dass es eine rentable Lösung ist. Vor allem, wenn man den mechanischen Verschleiß und die Tragkonstruktionen mit einberechnet.
Krananlagen, egal welcher Bauart, werden heutzutage für den Betrieb auf gerade mal 10 Jahre ausgelegt. Danach müssen die im Kraftfluss liegenden (Hubwerks)Teile zumindest einer Generalüberholung unterzogen werden. In vielöen Fällen tauscht man dann z.B. Seiltrommel, Getriebe, Motor, Kupplungen, Wellen, Seilrollen, Seile und ggf. auch noch Sensorik.
Man kann solche Anlagen überdimensionieren, damit diese dann z.B. 20, anstatt 10 Jahre halten aber das erhöht natürlich die Kosten.
Zudem muss man bedenken, dass an einem Kran die Last ja nicht ständig hängen bleibt (geht zwar aber sind Sonderkonstruktionen und entsprechend noch teurer). Mann müsste das Tragwerk also extra stabil bauen, damit es diese zusätzlichen Belastungen stand hält.
Wie gesagt. Es ist um das zig fache besser natürliche EWnergien zu nutzen, die man nicht erst selbst erzeugen muss bzw. die eh schon erzeugt werden.
Die Viehhaltung in ländlichen Gebieten könnte man z.B. so viel ökologischer gestalten...wenn es denn gewollt wäre. Da fällt im wahrsten Sinne genug Energie ab, ohne das man groß Geld in die Hand nehmen müsste.
Biogas kann man auch speichern.
Erdwärme ist immer da (aber auch nicht überall rentabel). Insgesamt werden Wärmepumpen unterschätzt, denn diese hätte man vor Jahrzehnte schon forcieren und fördern können.
Mal ein Beispiel für ein neues Schiffshebewerk "bei mir um die Ecke":
https://www.rbb24.de/studiofrankfurt/panorama/2023/03/schiffshebewerk-niederfinow-barnim-kosten-neubau-kritik-bundesrechnungshof.html
| Zitat: | | Die Gesamtkosten beliefen sich auf 391,6 Millionen Euro; ursprünglich sollte der Neubau 208,6 Millionen Euro kosten. |
Wir reden hier also über Gelder, die weit über 500.000€ liegen.
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