Erneuerbare Energien
- Ersteller Meerkat
- Erstellt am
Je höher der Energieanteil aus erneuerbaren Energien wird, desto wichtiger wird die Frage nach deren Speicherung.
These Technologies May Actually Deliver Elon Musk’s Dream of Changing the World
Sind Batterien (chemische Speicherung) die Lösung?
Abgesehen von Umweltschäden als Folge der Lithium-Gewinnung ist es schlicht nicht möglich, die im Sommer generierte Energie in Batterien zu speichern und diese dann im Winter zu entladen.
Für Tageszeit- wie saisonale Schwankungen sind (Wasser-) Speicherwerke altbekannt. In den USA machen sie über 90 % der Energiespeicherkapazität aus. In der Schweiz vermutlich praktisch 100 %.
Von den vielen im Artikel erwähnten Speicherprinzipien finde ich das mit der schweren Bergbahn noch originell: Wird zuviel Energie produziert, fährt sie den Berg hinauf, besteht ein Energiebedarf fährt sie runter und generiert welche.
Versuche es mal mit einer Rechnung ohne Berücksichtung vom Wirkungsgraden.
Annahme: Höhendifferenz 1000 m, Zugsgewicht 1 Tonne. Ist die Bahn bei der Bergstation, ist die gespeicherte Energie (m*g*h) rund 10'000 kJ oder 2.8 kWh.
Die Relation: 1 Tesla S Batterie hat etwa 85 kWh. Das heisst, ca. 30 Tonnen Zugsgewicht für ein Batterieäquivalent ... Wenn ich mich da nicht um ein paar Kommastellen verrechnet habe, scheint mir dies keine besonders attraktive Lösung zu sein.
- die Speicherung der fossilen Energieträger ist am einfachsten (Tanks, Kohlehalden) und die produzierte elektrische Energie kann dem Bedarf sehr rasch angepasst werden.
- Die Kernkraftwerke produzieren dagegen im Prinzip eine konstante Menge 24/7, was auch als Bandenergie bezeichnet wird. Eine Anpassung an den aktuellen Bedarf ist sehr schlecht möglich.
- Erneuerbare Energien sind meistens unvorhersehbar und von Tageszeit und Wetterlage abhängig. Vorhersehbare, wenn auch schlecht steuerbare Energie produzieren Gezeitenkraftwerke.
These Technologies May Actually Deliver Elon Musk’s Dream of Changing the World
Sind Batterien (chemische Speicherung) die Lösung?
Abgesehen von Umweltschäden als Folge der Lithium-Gewinnung ist es schlicht nicht möglich, die im Sommer generierte Energie in Batterien zu speichern und diese dann im Winter zu entladen.
Für Tageszeit- wie saisonale Schwankungen sind (Wasser-) Speicherwerke altbekannt. In den USA machen sie über 90 % der Energiespeicherkapazität aus. In der Schweiz vermutlich praktisch 100 %.
Von den vielen im Artikel erwähnten Speicherprinzipien finde ich das mit der schweren Bergbahn noch originell: Wird zuviel Energie produziert, fährt sie den Berg hinauf, besteht ein Energiebedarf fährt sie runter und generiert welche.
Versuche es mal mit einer Rechnung ohne Berücksichtung vom Wirkungsgraden.
Annahme: Höhendifferenz 1000 m, Zugsgewicht 1 Tonne. Ist die Bahn bei der Bergstation, ist die gespeicherte Energie (m*g*h) rund 10'000 kJ oder 2.8 kWh.
Die Relation: 1 Tesla S Batterie hat etwa 85 kWh. Das heisst, ca. 30 Tonnen Zugsgewicht für ein Batterieäquivalent ... Wenn ich mich da nicht um ein paar Kommastellen verrechnet habe, scheint mir dies keine besonders attraktive Lösung zu sein.
Da ich auf vielen Schifffahrten die Kraft der Tide selbst erlebt habe meine ich, dass hier eigentlich ein unendliches Potential permanent abrufbarer Energie liegt. Wie es scheint, ist das tatsächlich nicht einfach zu realisieren, da wohl schon andere diese Kraft entdeckt haben......
Aber was meist Du mit schlecht steuerbar? Die Tiden-Phasen können relativ genau berechnet werden und die Abweicheungen ebenfalls.
Zum Thema Speicherung von Energie passt die aktuelle Einweihung des Pumpspeicherwerks Limmern im Kanton Glarus
Schweizer Segen für die Batterie Europas
Soweit zur Oekonomie.
Nachdem im Titel des Tagi-Artikels das Wort "Batterie" verwendet wurde und ich in einem Beitrag einen Vergleich der "Bergbahn-Batterie" mit der Tesla S Batterie gemacht habe, reizte es mich natürlich, eine ähnliche Rechnung mit diesem Pumpspeicherwerk zum machen.
Wer an Details zu dieser Anlage interessiert, muss unbedingt das hervorragend gemachte Factsheet der Axpo anschauen.
Also wieder etwas 1. Jahr Physik.
Muttsee: 23 Mio m3 oder 23*109 kg Wasser
Höhendifferenz zum Limmernsee rund 600 m
Potentielle Energie des Wassers im Muttsee also: 23*109 * 10 " 600 = 14 *1013 J = 14*1010 kJ = 39'000 MWh. (1 MJ entspricht 0,28 kWh)
Nehmen wir mal an, dass wegen des Wirkungsgrads der Anlage und dass vermutlich nicht der ganze See geleert wird nur die Hälfte, also 20'000 MWh genutzt werden können.
Eine Tesla S Batterie hat eine Kapazität von 85 kWh. Die Speicherkapazität des Limmernsee entspräche also 235'000 Tesla Batterien.
Das Pumpspeichwerk kostet 2,1 Mia. geteilt durch die Anzahl Tesla-Äquivalents wären das Fr. 9'000. In Grössenordnung gedacht ist Pumpspeicherwerk-Lösung also etwa gleich teuer wie chemische Batterien, ABER bezüglich Umweltfreundlichkeit und Lebensdauer ist die Hydro-Lösung bedeutend besser.
Schweizer Segen für die Batterie Europas
Soweit zur Oekonomie.
Nachdem im Titel des Tagi-Artikels das Wort "Batterie" verwendet wurde und ich in einem Beitrag einen Vergleich der "Bergbahn-Batterie" mit der Tesla S Batterie gemacht habe, reizte es mich natürlich, eine ähnliche Rechnung mit diesem Pumpspeicherwerk zum machen.
Wer an Details zu dieser Anlage interessiert, muss unbedingt das hervorragend gemachte Factsheet der Axpo anschauen.
Also wieder etwas 1. Jahr Physik.
Muttsee: 23 Mio m3 oder 23*109 kg Wasser
Höhendifferenz zum Limmernsee rund 600 m
Potentielle Energie des Wassers im Muttsee also: 23*109 * 10 " 600 = 14 *1013 J = 14*1010 kJ = 39'000 MWh. (1 MJ entspricht 0,28 kWh)
Nehmen wir mal an, dass wegen des Wirkungsgrads der Anlage und dass vermutlich nicht der ganze See geleert wird nur die Hälfte, also 20'000 MWh genutzt werden können.
Eine Tesla S Batterie hat eine Kapazität von 85 kWh. Die Speicherkapazität des Limmernsee entspräche also 235'000 Tesla Batterien.
Das Pumpspeichwerk kostet 2,1 Mia. geteilt durch die Anzahl Tesla-Äquivalents wären das Fr. 9'000. In Grössenordnung gedacht ist Pumpspeicherwerk-Lösung also etwa gleich teuer wie chemische Batterien, ABER bezüglich Umweltfreundlichkeit und Lebensdauer ist die Hydro-Lösung bedeutend besser.
Lebensdauer der Batterien bekannt? Und nebenbei, die Batterie muss mit Strom gefüllt werden, der Speichersee mit Wasser. Davon kommt einiges Gratis vom Himmel. Geht diese Menge auch in die Berechnungen ein? Wird zwar ein kleiner Anteil sein, aber immerhin...
Die Batterielebensdauer ist wohl so oder so der Knackpunkt. Es ist interessant, dass in den farbigen hochglanz Broschüren zwar Preise fürs Auto genannt werden, aber die Kosten für die Batterien, die Lebensdauer und Umweltbelastung findet man nirgends..... Bei Renault ist mit dem Mietprogramm zwar einige Transparenz vorhanden, aber wie sich die Preise über die Jahre entwickeln ist ebenfalls eine Blackbox.
Ich bin kein Spezialist für Batterien, kann mir aber vorstellen, dass zunächst mal die Definition der Lebensdauer ein Problem ist (Zeit, Anzahl Ladezyklen?) und zweitens die Umgebungsbedingungen. Eine Batterie im Keller eines Einfamlienhauses dürfte eine erheblich grössere Lebensdauer haben als die Batterie eines in Davos stationierten EV's, welches im Winter zweimal täglich aus der geheizten Tiefgarage ins -20o Freie hinausfährt und zudem nur auf holprigen Naturstrassen verkehrt.
Ich habe an anderer Stelle schon mehrmals dafür plädiert, dass EV's nicht an einer Tankstelle aufgeladen werden sollte, da zeitraubend (20 Min o.ä.) und die relativ kurzen Ladezeiten das Stromnetz belasten und die Lebensdauer der Batterie beeinträchtigen. Ein Batterie Swapping könnte in 2 Minuten passieren und die Batterie kann dann "in Ruhe", an einem Ort mit optimaler Umgebung und zu einer Zeit wo Strom im Ueberfluss vorhanden ist, aufgeladen werden.
Für mobile Anwendungen ist die Batterie eben immer noch die bessere Lösung als ein Stausee :mrgreen:
Für stationäre Anwendungen wird sich vermutlich ein Speichermix durchsetzen (Batterien für Häuser mit eigener Solaranlage, Stauseen für EW's)
Batterie im Keller. Da stellt sich die Frage nach dem Typ. Bleibatterie in stationären Anlagen (besonders wenn es sich um Stahlbatterien handelt) haben eine sehr lange Lebensdauer. Die Zyklusanzahl ist fast nebensächlich. Und solche Systeme gibt es schon eine halbe Ewigkeit. Aber wenn wir uns auf Lithium konzentrieren sieht die Sache anders aus. Es gibt eigentlich keine Langzeiterfahrung, da sich die Batterien in einer permanenten Entwicklungsphase befinden.
Für mich fehlen einfach klare Angaben um die einfache Technik eines Verbrennungsmotors mit berechenbaren Vorgaben, mit einem Fahrzeug mit "neuer" Lithiumtechnik zu vergleichen und das vor allem was die Kosten anbelangt. Ich habe sogar den Eindruck, dass auch die Hersteller keine genauen Angaben liefern können (wollen?).
Interessant, es gibt doch noch immer wieder die eine oder andere innovative Idee auch bei der "Uralttechnologie" ;-) Die Frage bei dieser ist, ob die verstellbaren Pleuel nicht irgendwan lödele....
http://bazonline.ch/auto/technik/infiniti-will-den-benzinmotor-revolutionieren/story/18507949
http://bazonline.ch/auto/technik/infiniti-will-den-benzinmotor-revolutionieren/story/18507949
Scheint auch nicht DIE Alternative zu sein ;-)
Nebenbei, es geht nicht um Betten.........
http://www.finanznachrichten.de/nachrichten-2016-09/38607173-vw-gasbehaelterexplosion-mit-erdgasantrieb-cng-rechtliche-konsequenzen-der-nutzungsuntersagung-durch-vw-was-koennen-betroffene-fahrzeugbesitzer-tun-007.htm
Nebenbei, es geht nicht um Betten.........
http://www.finanznachrichten.de/nachrichten-2016-09/38607173-vw-gasbehaelterexplosion-mit-erdgasantrieb-cng-rechtliche-konsequenzen-der-nutzungsuntersagung-durch-vw-was-koennen-betroffene-fahrzeugbesitzer-tun-007.htm
Bin totaler Verbrennungsmotorenlaie ...
Wenn ich richtig gerechnet habe, entspricht die gespeicherte Energie einer Tesla S Batterie (85 kWh) der Sprengkraft von 70 kg TNT. Also lieber ekin Kurzschluss.
Ein interessanter Artikel
Mit Solarzellen auf Rekordjagd
Der Fortschritt in der Entwicklung der Photovolatik ist enorm und für einige Firmen zu schnell (irgendwie denke ich da an Meyer Burger).
Mit Solarzellen auf Rekordjagd
Der Fortschritt in der Entwicklung der Photovolatik ist enorm und für einige Firmen zu schnell (irgendwie denke ich da an Meyer Burger).
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
Von der Maisfarm zur Windfarm
Wind Is the New Corn for Struggling Farmers
In den USA befinden sich 70 % aller Windturbinen in ärmeren ländlichen Gegenden. Windenergie ist die am schnellsten wachsende Form der Stromerzeugung.
Investment Firmen leasen Land und bauen die Turbinen. Der Farmer erhält so grössenordnungsmässig 10'000 $ pro Turbine.
Im Liegestuhl den Windrädern und dem anschwellenden Bankkonto zuzusehen ... schön ist das Windfarmerleben.
Ich nehme mal an, die Bodenpreise werden da explodieren.
Warum mühsam Mais anpflanzen, sollen die Leute doch Strom fressen.
Wind Is the New Corn for Struggling Farmers
In den USA befinden sich 70 % aller Windturbinen in ärmeren ländlichen Gegenden. Windenergie ist die am schnellsten wachsende Form der Stromerzeugung.
Investment Firmen leasen Land und bauen die Turbinen. Der Farmer erhält so grössenordnungsmässig 10'000 $ pro Turbine.
Im Liegestuhl den Windrädern und dem anschwellenden Bankkonto zuzusehen ... schön ist das Windfarmerleben.
Ich nehme mal an, die Bodenpreise werden da explodieren.
Warum mühsam Mais anpflanzen, sollen die Leute doch Strom fressen.
Solar-Panel Roads to Be Built Across Four Continents Next Year
Tourouvre in der Normandie
Solarzellen überall ... jetzt auch auf der Strasse?
Ob das wirklich ein geeigneter Ort ist?. Ich denke da z.B. an den Winter (Autos mit Spikes Reifen, Schneeketten, Schneepflüge)
Zudem das mutmassliche Hauptproblem
Alles muss wasserdicht sein, vor allem wegen des Winters (Sprengkraft von Eis, allenfalls Salzkorrosion)
Tourouvre in der Normandie
Solarzellen überall ... jetzt auch auf der Strasse?
Ob das wirklich ein geeigneter Ort ist?. Ich denke da z.B. an den Winter (Autos mit Spikes Reifen, Schneeketten, Schneepflüge)
Zudem das mutmassliche Hauptproblem
Alles muss wasserdicht sein, vor allem wegen des Winters (Sprengkraft von Eis, allenfalls Salzkorrosion)
Die Erklärung, warum China der führende Solaranlagen (PV) ist wird oft grob vereinfacht mit den tiefen Herstellkosten. Der Artikel aus Scientific American erläutert die vielschichtigen Gründe, basierend auf wirtschaftlichen und politischen Gründen.
Why China Is Dominating the Solar Industry
China überflügelt die USA
Wie konnte das passieren?
Bei "renewables" ist die von der lokalen Situation (Wetter) abhängige Produktionsmenge und die Speicherung ein grosses Thema. Eine Lösungsidee ist die Schaffung eines "global grids", d.h. im Endeffekt, dass die ganze Welt mittels Höchstleistungsnetz verbunden ist (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung, HGÜ). Eine West-Ost Verbindung würde die unterschiedlichen Tageszeiten, eine Nord-Süd Verbindung die unterschiedlichen Jahreszeiten ausgleichen.
Why China Is Dominating the Solar Industry
China überflügelt die USA
Wie konnte das passieren?
- Die US-Solarindustrie litt unter sinkenden Weltmarktpreisen
- Sinkende Preise führten zu höherer Nachfrage welche die US-Industrie nicht mehr befriedigen konnte.
- Wesentlicher Faktor der stark steigenden Nachfrage war die "Energiewende" in Deutschland (Ende 90er Jahre)
- Die chinesische Regierung deklarierte die Solarindustrie als "strategische Industrie" (Energieversorgung und Arbeitsplätze in den Provinzen) und subventionierte diese mit 47 Mia $
Bei "renewables" ist die von der lokalen Situation (Wetter) abhängige Produktionsmenge und die Speicherung ein grosses Thema. Eine Lösungsidee ist die Schaffung eines "global grids", d.h. im Endeffekt, dass die ganze Welt mittels Höchstleistungsnetz verbunden ist (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung, HGÜ). Eine West-Ost Verbindung würde die unterschiedlichen Tageszeiten, eine Nord-Süd Verbindung die unterschiedlichen Jahreszeiten ausgleichen.