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Meerkat

Erneuerbare Energien

Empfohlene Beiträge

Trockenakku für mehr Sicherheit

 

Zitat

Forschende der ETH Zürich entwickelten einen Lithium-Ionen-Akku, der ausschliesslich aus festem Material besteht – er enthält weder Flüssigkeiten noch Gele. Selbst bei sehr hohen Temperaturen kann er sich nicht entzünden. Die neuen Akkus haben somit einen Sicherheitsvorteil gegenüber herkömmlichen Batterien, und sie ermöglichen ganz neue Formen des Batteriedesigns.

 

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Je höher der Energieanteil aus erneuerbaren Energien wird, desto wichtiger wird die Frage nach deren Speicherung.

  • 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.

Im folgendenBloomberg-Artikel gibt es ein paar interessante Gedanken zum Energiespeicherung

These Technologies May Actually Deliver Elon Musk’s Dream of Changing the World

Sind Batterien (chemische Speicherung) die Lösung?

Zitat

Batteries, especially the lithium-ion variety used in mobile phones and electric cars, are likely to dominate the $44 billion or more spent on energy storage by 2024, according to Bloomberg New Energy Finance. Trouble is, they’re not the solution to all needs.

 

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.

 

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vor 3 Stunden, Meerkat sagte:

Vorhersehbare, wenn auch schlecht steuerbare Energie produzieren Gezeitenkraftwerke.

 

 

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.

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Zum Thema Speicherung von Energie passt die aktuelle Einweihung des Pumpspeicherwerks Limmern im Kanton Glarus

Schweizer Segen für die Batterie Europas

Zitat

Allerdings fiel der Baubeschluss 2009 in einer Zeit, als der Strompreis hoch und die Ertragsaussichten für solche Kraftwerke gut waren. Mittlerweile sind die Marktbedingungen aber ganz anders und der Strompreis ist erodiert. In den nächsten Jahren werde es daher schwierig sein, die Vollkosten der Anlage zu decken, schreibt die Axpo, die 85 Prozent am Kraftwerk hält.

Auf lange Sicht werde das Energieunternehmen mit dem PSW Limmern aber einen Trumpf in der Hand haben. Die «hochflexible Anlage» könne innert Minuten von der Stromerzeugung auf das Hochpumpen von Wasser umgestellt werden. Diese steuerbare Leistung (Regelenergie) werde in Europa an Wert gewinnen, da die starke Zunahme der unbeständigen Energieproduktion mit Wind und Sonne zu Instabilitäten im Netz führe.

 

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.

 

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vor 23 Stunden, Meerkat sagte:

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.

 

 

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.

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vor 5 Stunden, CrashGuru sagte:

Lebensdauer der Batterien bekannt?

 

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)

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vor 5 Stunden, Meerkat sagte:

 

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?).

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Am 11.9.2016 at 23:11 , CrashGuru sagte:

Interessant, es gibt doch noch immer wieder die eine oder andere innovative Idee auch bei der "Uralttechnologie"

 

Bin totaler Verbrennungsmotorenlaie ...

 

vor einer Stunde, CrashGuru sagte:
Zitat

Im September 2015 wurde ein Münchener beim Betanken seines VW Touran Ecofuel durch eine Gasexplosion schwer verletzt.

Zitat

Ein Gasbehälter habe die Sprengkraft von rund sechs Kilo TNT,

 

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.

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vor 15 Stunden, Meerkat sagte:

 

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.

 

Wie gefährlich ist dann ein E-Velo.....:evil:

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AUch im Tagi, Balthasar, der IT-Experte

Error 404 im Bundeshaus

Zitat
Zitat

Es bewegt sich etwas

Das ist nicht viel. Aber mehr noch als vor ein paar Jahren. Da war Balthasar Glättli, Fraktionschef der Grünen und Ehemann von Min Li Marti, einer der einzigen echten Nerds im Bundeshaus. Einer, der ins Schwärmen gerät, wenn er von seiner ersten Mailadresse an der Universität Zürich in den 1990er-Jahren erzählt (bglaettl@philos.unizh.ch), oder von der allerersten grafischen Darstellung, die er auf dem Netscape-Navigator im Internet entdeckte: die Zunge vom Logo der Rolling Stones.

 

 

 

 

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Ein interessanter Artikel
Mit Solarzellen auf Rekordjagd

Zitat

Das CSEM in Neuenburg gehört zu den innovativsten Forschungsinstituten in Sachen Fotovoltaik. Das Zentrum entstand 1984, mitten in der grossen Uhrenkrise, aus der Zusammenlegung mehrerer Uhrenforschungsinstitute.

 

Der Fortschritt in der Entwicklung der Photovolatik ist enorm und für einige Firmen zu schnell (irgendwie denke ich da an Meyer Burger).

 

Zitat

Die Jagd nach Effizienzrekorden hat Folgen für das Geschäft der Hersteller von Solarmodulen. In der Fotovoltaikbranche, so erklärt Christophe Ballif [Leiter CSEM] , gibt es eine ähnliche Lernkurve wie in der Chipindustrie: Jedes Mal, wenn sich in den letzten Jahren die Produktionsmenge verdoppelt hat, ist der Preis um 20 Prozent gefallen. Je besser die Effizienz der Zellen und je rationeller die Produktion, desto billiger wird zunächst die Anlage und dann der gewonnene Strom. Die Fortschritte der Fotovoltaik waren so schnell, dass viele Unternehmen mit alten teuren Fabrikanlagen oder zu kleinen Produktionsmengen von neuen Fabriken überrundet wurden, die billiger offerieren können. Nicht wenige Unternehmen büssten das mit dem Konkurs.

 

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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.

Zitat

The more than $100 billion that companies have invested in wind power in low-income counties—where about 70 percent of wind farms are located—has helped double assessed land values in some of the poorest parts of rural America

 

Zitat

“Before, I raised corn and soybeans and cattle. Now I don’t. I’m a wind farmer.” Woolsey leases his farm to others to cultivate. Neither he nor Wilson would disclose how much he earns, but landowners who sign lease agreements with wind companies typically get between $7,000 and $10,000 per turbine each year.

 

Im Liegestuhl den Windrädern und dem anschwellenden Bankkonto zuzusehen ... schön ist das Windfarmerleben.

Ich nehme mal an, die Bodenpreise werden da explodieren.

 

Zitat

In Iowa, which got 31 percent of its power from wind in 2015, more than any other state, money from turbines has protected farmers from falling corn prices.

 

Warum mühsam Mais anpflanzen, sollen die Leute doch Strom fressen.

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Solar-Panel Roads to Be Built Across Four Continents Next Year

 

Street_solar.jpg

 

Tourouvre in der Normandie

 

Zitat

A subsidiary of Bouygues SA has designed rugged solar panels, capable of withstand the weight of an 18-wheeler truck, that they’re now building into road surfaces. After nearly five years of research and laboratory tests, they’re constructing 100 outdoor test sites and plan to commercialize the technology in early 2018.

 

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

 

Zitat

The potential fragility joins cost as a potential hurdle.

 

Alles muss wasserdicht sein, vor allem wegen des Winters (Sprengkraft von Eis, allenfalls Salzkorrosion)

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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

 

Zitat

Between 2008 and 2013, China’s fledgling solar-electric panel industry dropped world prices by 80 percent, a stunning achievement in a fiercely competitive high-tech market. China had leapfrogged from nursing a tiny, rural-oriented solar program in the 1990s to become the globe’s leader in what may soon be the world’s largest renewable energy source.

 

China überflügelt die USA

 

Zitat

China’s move eclipsed the leadership of the U.S. solar industry, which invented the technology, still holds many of the world’s patents and led the industry for more than three decades.

 

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 $

Der grosse Kapazitätsaufbau in China war aber nicht nur wegen des Exports

 

Zitat

According to Ronen, the expert from George Washington University, China then decided to follow Germany’s lead again, developing its own “feed-in tariff” that paid handsome prices for electricity generated by rooftop solar. The result was a surge in domestic demand for solar.

The demand was so great that in two years, by 2015, China’s domestic market bypassed Germany’s to be the largest in the world.

 

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.

 

Zitat

In October, Liu Zhenya, former chairman of China’s state-owned power company, State Grid Corp., came to the United Nations to shed more light on his nation’s evolving solar ambitions, which he said are part of a plan aimed at organizing a global power grid that could transmit 80 percent renewable energy by 2050.

He calls his idea the Global Energy Interconnection. His speech invited U.N. support for a new international group to plan and build the grid. It’s called the Global Energy Interconnection Development and Cooperation Organization (GEIDCO), and China has named Liu its chairman. He ticked off the reasons for a global grid that would transmit solar, wind and hydroelectric-generated power from places on Earth where they are abundant to major population centers, where they are often not.

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      •   Klassiker. Jeder soll profitieren können (und rasiert werden). War schon in der Südseeblase im 18. Jahrhundert so, als jedermann Aktien der South Sea Company kaufen sollte und es natürlich auch tat.   Ich schätze, wir befinden uns im Frühling 1720.
      •   Bärenfalle hatten wir,  jetzt kommt die "greed"-Phase:        
      • Jep! ... Mein NQ-Trade gestern ist auch nicht mehr aufgegangen. Aber es ist genau das, was Du erwähnst:
        Man kann sein SL rasch & sinnvoll nachziehen, so dass immer noch ein paar Ticks hängen bleiben oder es zumindest eine Nullnummer wird.
      • Eigentlich beginnt jetzt ja die Edelmetallsaison, wäre eine gute Gelegenheit um etwas Grün in die tiefroten Positionen zu bringen. Trotzdem zögere ich noch, in den Charts ist kein Saisonbeginn auszumachen. Fällt die Saison dieses Jahr etwa aus? Das wäre nicht das erste Mal.   Wo sind eigentlich MF und Ramschi? Sind die im "anderen" Forum? Dort geht seit einer Weile mein Login gar nicht mehr.   Gruss dermitdemgoldlogofritze
      • Im Moment ein etwas zwiespältiges Bild, es hat sich noch kein Boden gebildet, der kurzfristige Trend ist abwärts.   Ab nächstem Monat wird LOGN im SLI geführt werden, das müsste doch eigentlich kurstreibend sein, weil da verschiedenste ETFs kaufen müssen.   Anderseits sehe ich bei Swissquote unter den Managementtransaktionen, dass da einiges verkauft wurde und der Cash-Guru erzählt, dass in den USA Logitech heftig leerverkauft wird.   Also: Seitenlinie, im Moment gibt es genügend andere attraktive Titel.   Aktuell: 34.00   Gruss fritz
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