Alternative Energieen, Technik, Ideen, Grundlagen

[Petermännchen]

Hallo beisammen,
ich nehme die Antwort von Cyrus als Duldung zur einer neuen Diskussion über alternative Energiesysteme.

Ich möchte bitten, sachlich zu bleiben, Politik und Soziales ebenso wie Reisserisches zu vermeiden.

Wie schon geschrieben habe ich mich in den letzten Tagen ein wenig im Netz umgesehen und meine, dass sehr interessante Konzepte und teilweise auch schon Lösungen bestehen:
- Solarwärmetürme wie in Jülich
- Stirling, gekoppelt mit Solarwärme
- Nutzung der Umgebungswärme (Temperaturdifferenz)
- Wasserstoff als Energieträger
- Druckluft als Speichermedium und als Antrieb
- Wasserkraft und Pumphebekraftwerke
- dezentrale Stromerzeugung (BHKW, Solar, Photovoltaik, Wind)
- Erdwärme, gekoppelt mit Solarthermie

Das erhebt natürlich keinen Anspruch auf Vollständigkeit!
Zwei der angeführten Punkte sind bereits praxisnah umgesetzt und wären sofort verfügbar:
- Druckluft als Antrieb im KFZ
- dezentrale Stromerzeugung

Letzteres wird als neue Innovation mittlerweile aus der Schweiz kommend vermarktet: Nutzung der Temperaturdifferenz zur dezentralen Energieerzeugung.
Druckluft als Antrieb im KFZ kommt leider nicht so recht vorran. 50 Fahrzeuge stehen auf Halde.

Ich freue mich auf diesen Threat.

Gruß
Peter

[wothan]

die beste alternative ist ja m.M. eingesparte Energie wie :
-Wärmedämmung
-Geräte mit einem hohen Wirkungsgrad ( z.B.Motoren, Heizungen)
-Haushaltsgeräte mit geringen Stromverbrauch
da kann jeder mitmachen, denn da macht es die masse.

[Petermännchen]

@Andreas,

das ist sicherlich richtig. Aber Bedarf wird immer da sein und mit Elektroautos eher steigen.
Daher interessiere ich mich für Alternativen möglichst im eigenen Lande.

Hier mal eine neue Entwicklung aus dem Bereich Solar als Kraft-Wärmekopplung:

Die 2006 gegründete israelische Firma Zenith Solar in Nes Ziona nahe Tel Aviv präsentiert im März 2008 eine Dish-Technologie von der sie behauptet, die weltweit effektivste zu sein. Der Spiegel hat eine Fläche von 10 m2 und fokussiert die Sonnenstrahlen auf einen Receiver-Generator mit einer Fläche von 100 cm2, der sowohl Strom produziert als auch Wasser erhitzt, so daß man von einem Nutzungsgrad von rund 70 % spricht.

Quelle: klick

Diese Seite kann man sich merken!

Ein 10m² Spiegel = Strom, Heizen, Autofahren?

Gruß

Peter

Homepagenicht mehr existent. Habe neu verlinkt.

[Woody]

Peter,

vergiss die Elektroautos gleich wieder. Egal wie gut die werden, die Frage bleibt "wie kommt der Strom ins Auto" - über die bestehenden Netze jedenfalls nicht, und das hieße sämtliche Straßen aufbuddeln und sehr viele Hausanschlüsse neu machen, in einer Tiefgarage gibt es bisher praktisch keinen Strom. Bei 10 Stellplätzen wären da aber lockere 10 x 16A gefragt, zum Schnelladen bitte 10 x 32A Drehstrom.
Fahren ohne fossile Brennstofe werden wir, aber meiner Meinung nach bestimmt nicht (in Mengen) mit Elektroautos.
Gruß,

Jörg

[volkerma]

Hallo,

ohne viel Technik kann man der Erdwärme viel abgewinnen:
Garage und Vorratsräume halb unterirdisch, ums Jahr immer angenehme Temperaturen, ohne jegliche Zusatz- Energie.
Zum Kochen und Backen, so man Gas hat, die primäre Gasenergie nutzen, also Gasherd und -backofen.
Gesteuerte Lüftungsanlagen mit Kreuzstrom- Wärmetauscher sind in Skandinavien seit Jahrzehnten Standard, das bringt was für den Geldbeutel und die Wohnqualität.
Nur mal so ein paar Beispiele, wie es kostengünstig geht.

Grüße

Volker

[Petermännchen]

Zitat von Woody

Peter,

vergiss die Elektroautos gleich wieder. Egal wie gut die werden, die Frage bleibt "wie kommt der Strom ins Auto" - über die bestehenden Netze jedenfalls nicht, und das hieße sämtliche Straßen aufbuddeln und sehr viele Hausanschlüsse neu machen, in einer Tiefgarage gibt es bisher praktisch keinen Strom. Bei 10 Stellplätzen wären da aber lockere 10 x 16A gefragt, zum Schnelladen bitte 10 x 32A Drehstrom.
Fahren ohne fossile Brennstofe werden wir, aber meiner Meinung nach bestimmt nicht (in Mengen) mit Elektroautos.
Gruß,

Jörg

Hallo Jörg,

du hast da sicherlich recht!

Mein Traum wäre ja, das Elektroauto am Haus tanken. Also Anlage im Garten, Haus versorgen und das Auto mit Speichersystem im Haus integrieren.

Aber das sind dann ja auch gleich mehrere Schritte auf einmal

Gruß

Peter

[wolf b.]

Den Artikel halte ich für sehr interessant, auch wenn das System keine "alternative Energie" nutzt sondern Erdgas.
http://www.spiegel.de/wirtschaft/unt...647858,00.html

[Water]

Das war ja auch meine Idee, die ich schon einmal eingebracht habe. Durch den Zusammenschluß von BHKW unabhängig werden von Stromanbietern. Das ist jetzt nur eine weitergehende Variante.

Gruß Walter

[Petermännchen]

Klasse Wolf!

Dezentrale Lösung, wenn auch konventionell. Und Provisorien halten länger. Sicherlich ein interessanter Zwischenschritt!

Das Lichtblick-Konzept gehe dennoch in die richtige Richtung: Seine dezentrale Stromproduktion könne durch ihre schnelle Reaktionszeit Schwankungen in der Wind- und Sonnenenergie sehr gut ausgleichen - und so dazu beitragen, die Nutzungsmöglichkeiten von Ökostrom zu erweitern.

Hinzu kommt:
Eine Investition von 5.000,-- € ist überschaubar. Wenn man sieht, was der Dachs kostet.

Gruß

Peter

[Stingray 558]

Zitat von Woody

Peter,

vergiss die Elektroautos gleich wieder. Egal wie gut die werden, die Frage bleibt "wie kommt der Strom ins Auto" - über die bestehenden Netze jedenfalls nicht, und das hieße sämtliche Straßen aufbuddeln und sehr viele Hausanschlüsse neu machen, in einer Tiefgarage gibt es bisher praktisch keinen Strom. Bei 10 Stellplätzen wären da aber lockere 10 x 16A gefragt, zum Schnelladen bitte 10 x 32A Drehstrom.
................................
Gruß,

Jörg

Volle Zustimmung, kann man wirklich kopfrechnen,
und: die Speicherfrage; Batterien: ist auch noch ungeklärt..
Lithium: gibt’s nicht gerade unbegrenzt..

Der Querschnitt vom Leitungsnetz: würde auch probleme bereiten….

[Laminator]

Das mit dem Elektro betriebenen Auto ist eigentlich schon Flächendeckend möglich. (Technisch gesehen)
Gehen wir davon aus das die meißten Nutzer die in Frage kommen, den Zweitwagen für die Kurzstrecke und die Fahrt zur Arbeit nutzen.
Angenommen ca. 150 Km , Diese liessen sich mit dem E-Auto sicher Bewerkstelligen.
Das Problem liegt in der Ladestation,wer hat schon eine Steckdose für sein Auto vor der Tür und auch die Zeit für 5 Stunden Nachladung.
Da könnte man ,vorrausgesetzt das die Batteriehersteller an einem Strang ziehen und sich zusammen schliessen bei der Forschung und Entwicklung von Akkus sicher ein "Einheitsakku " (Abmessungen und Befestigungsaufnahmen) bereitstellen. (Genormt für die KFZ-Hersteller praktisch eine Mehrwegkartusche für Strom)
Dieser Akku wird von Tankstationen (Tankstellennorm) über eine Automatische Wechseleinrichtung innerhalb von ca 3 Minuten gewechselt.
Der Restenergiegehalt wird vorher gemessen und von dem Preis für die neue Akkuladung abgezogen.
Obendrauf kommt für jeden Wechsel eine Wartungsgebühr . (Anteilig vom Gesamtwartungsaufwand aller genormten Wechselsysteme)
Die schlüsselt sich auf in :Lohn für die Tanke,Lohn Wartungskosten/Ersatzkosten/Verschleiß ,die von dem Batteriekonsortium für die in "Schuß "gehaltenen Akkus berechnet werden (Pauschal).
Das würde bedeuten das man quer durch Deutschland fahren kann mit den E-Autos,ohne nennenswerten Zeitverlust für das Nachladen.
Das hat zusätzlich den Vorteil das die Tankstellen weiter betrieben werden und auch einen Teil des Kuchens abbekommen.
Die Einführung so eines Systemes Bedarf allerdings einer Anschubförderung damit sich das irgendwann in einem normal bezahlbaren Rahmen bewegt.
Würde es so etwas geben wäre ich sicher auch ein Kunde und würde mitmachen (Zweitwagen ,Arbeitsweg,Einkaufen)
Über die Ökologische Stromproduktion kann dan noch immer auf das CO 2 eingewirkt werden sobald die Entwicklung da weiter kommt.
Was meint Ihr?
Ob ich jetzt ein Akku wechsel oder Benzin tanke ist mir eigentlich egal.

[Petermännchen]

Ich halte den Platzbedarf an der Tanke für unrealistisch.

Und für die Akkus müsste man einmal Pfand zahlen, der Rest ist Sache der Akkuhersteller. So wie bei den Gasflaschen. Man könnte ja runterzählen. Zum Beispiel 1000 Ladungen, dann recylen oder was auch immer.

Kurzstrecke wäre sicher eine Lösung. Dann klappt das tanken auch zuhause. Der ideale Zweitwagen! So wie der Smart mal gedacht war.

Gruß

Peter.

[Laminator]

Noch was anderes .Zeolithe als Wärmespeicher.
die Zeolithe im Sommer durch Solarwärme trocknen /aufladen und im Winter mit Wasser befüllen und die Wärme für die Heizung nutzen.
Da wird man sicher noch von hören.
http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/482396/

[volkerma]

Das geht noch günstiger: Falls das Haus eine Be- und Entlüftung hat, kann man per Rohrleitungs- Labyrinth die warme Luft des Sommers nutzen, um den Erdkörper unter der Bodenplatte aufzuheizen.
Im Umkehrschluß hat man im Winterhalbjahr eine kostenlose Fußbodenheizung, und vorgewärmte Ansaugluft.
Dazu im Sommer kostenlose Kaltluft.

Grüße

Volker

[Hendrik]

Hallo Peter,

ich finde es klasse, dass diese Themen hier diskutiert werden.
Ich finde es auch klasse, dass Du die Initiative ergriffen hast, diesen Strang ins Leben zu rufen.

Ich halte das Thema aber unglücklicherweise für viel zu allgemein gehalten, um es wirklich von technischer Seite aus, fundiert zu beleuchten.

Schon jetzt geht es eigentlich thematisch drunter und drüber.
Eine richtige Diskussion ist so sehr schwer bis unmöglich.

Ich würde es in mehrere einzelne Themen aufteilen.


Allein das Thema Fahrzeugantriebe ist einen eigenen Strang wert.

Dann muss man unterscheiden zwischen Wärmeproduktion, um z.B. ein Einfamilienhaus zu beheizen und dem Thema Stromproduktion (wobei u.U. dabei auch Wärme anfällt und genutzt werden kann).

Lösungen zum Heizen gibt es bereits verschiedene sehr umweltfreundliche, die auch wirtschaftlich bereits konkurrenzfähig sind.

Auf dem Gebiet der Stromproduktion sieht das weitaus schwieriger aus.
Da muss man dann auch unterscheiden, ob wir über großtechnische Anlagen reden, oder über kleine Einheiten, die beispielsweise nur ein Haus versorgen.
Reden wir dabei dann über netzunabhängige Insellösungen?
Oder über Lösungen, die die Probleme der Verfügbarkeit bzw. Speicherfähigkeit komplett auf die großen Energieversorger abwälzen?
Wie sollen diese Probleme dann langfristig großtechnisch gelöst werden?

-------------------------

Ich denke ganz auf die großtechnischen Lösungen werden wir auch in Zukunft nicht verzichten können, allein schon um den Energiehunger der Industrie zu stillen.
Dazu kommt, dass man bei Verbrennungskraftwerken, bei Großanlagen viel bessere Möglichkeiten der Rauchgasreinigung hat, die auch wirtschaftlich sind (und auch genutzt werden).
In punkto Wirkungsgrad ist ebenfalls tendenziell bei den großen, technisch wie wirtschaftlich mehr möglich.
Nachteilig ist natürlich, dass bei den meisten Großkraftwerken die Abwärme nicht genutzt wird. Fernwärmeleitungen sind relativ aufwändig und teuer.
Möglich ist der Fernwärmetransport auch nur über relativ kleine Distanzen.
Die Kraftwerke stehen aber zu meist nicht mitten in den Wohngebieten. So erklärt sich die geringe Verbreitung der Abwärmenutzung mit Fernwärmeleitungen.
Außerhalb der Heizperiode bleibt die Abwärme ohnehin ungenutzt (Ausnahme Prozesswärme für die Industrie).

Natürlich trifft das auch auf ein BHKW zu. Im Sommer läuft es ausschließlich zur Stromproduktion.

So, nun bin ich schon komplett im Thema (wollte ich doch gar nicht in diesem Beitrag).

[Dicke Lippe]

Zitat von volkerma

Das geht noch günstiger: Falls das Haus eine Be- und Entlüftung hat, kann man per Rohrleitungs- Labyrinth die warme Luft des Sommers nutzen, um den Erdkörper unter der Bodenplatte aufzuheizen.
Im Umkehrschluß hat man im Winterhalbjahr eine kostenlose Fußbodenheizung, und vorgewärmte Ansaugluft.
...

Mein gemietetes Haus in Stade hatte eine ein Meter starke Bodenplatte. In dieser waren Rohre vergossen und diese wurden über die Solaranlage mit der Wärme die nach der Brauchwassererwärmung (250l Speicher mit 70° ) übrig war, erwärmt. Man hatte einen Balanceregler damit es im Sommer nicht zu warm wurde. Von Mai- Oktober war die Heizung komplett aus und WW gab es zum Nulltarif.

Erfolg bei 110m² Fläche lediglich 55€/Monat an Gas für Warmwasser und Heizung im Jahr 2010. Da war der Winter recht knackig. Meine derzeitige "Bude" (kleines Häuschen mit ~80m²) frisst laut Abschlag 115€ an Gas.

Eine vernünftige Thermosolaranlage amortisiert sich recht schnell.

[skip]

Zitat von Hendrik

......
Außerhalb der Heizperiode bleibt die Abwärme ohnehin ungenutzt (Ausnahme Prozesswärme für die Industrie)......

Moin,

na ja, die Abwärme vom BHKW kann schon fürs Brauchwasser zum Duschen, Baden und im günstigsten Fall auch für Spül- und Waschmaschine genutzt werden...

[Water]

Ich möchte noch einmal auf ein BHKW auf Stirlingbasis zurück kommen.

Ein Stirlingmotor läuft mit den geringsten Tempraturunterschieden. Man kann grundsätzlich auch ein BHKW auf Sterlingbasis zum Heizen und auch zum Kühlen einsetzen.

Im Winterbetrieb würde z.B. an der "heißen Seite" ein Gasbrenner laufen, und an der kalten Seite ist die Heizungsanlage und der Brauchwasserspeicher mit einer Vorlauftemperatur von 50 Grad angeschlossen.

Als kostenloses "Abfallprodukt" gibt es bei der Fa. Solo mit einem 160 cm³ Stirlingmotor, der einen Generator antreibt, 10,8 kw/h. Man arbeitet dort mit einem Teperaturunterschied von 700 Grad.

Im Sommerbetrieb kann man einen Stirlingmotor laufen lassen, der einen Generator antreibt, indem man z.B. die "heiße Seite" des Sterlingmotors mit aufgeheiztem Wasser aus Kollektoren bedient, die auf dem Dach untergebracht sind. Die "kalte Seite" des Stirlingmotors könnte man mit einem Erdwasserspeicher mit kaltem Wasser bedienen. Es könnte z.B. auch der Gartenpool sein, der dann den Vorteil hätte, beheizt zu sein.

Im letzten Fall heißt das also z.B. kostenlos beheizter Pool und kostenlose Stromerzeugung.

Da im zweiten genannten Fall die Temperaturunterschiede natürlich geringer sind als 700 Grad, müsste der Stirlingmotor, der im Sommerbetrieb läuft, ein dementsprechend größeres Volumen haben, um die gleiche mechanische Arbeit an den Generator liefern zu können. Das dürfte aber das kleinste Problem darstellen.

Ich stelle einmal einen Link ein, der das Stirlingprinzip verdeutlicht.

Bei dem von mir genannten Prinzip denke ich an den 90 Grad V-Motor, der denkbar einfach aufgebaut ist.

Der Vorteil eines Stirlingmotors ist, dass er keine Nockenwelle, keine Ventile, keine Zündungssteuerung hat und keine innere Verbrennung, die zu Schadstoffen führt, wie sie bei Kolbentriebwerken bekannt sind.

Es geht hier nur um die Temparaturdifferenz beim thermodynamischen Prinzip.

http://www.stirling-fette.de/howdo.htm

Gruß Walter

Nachtrag:

Die Fa. Solo existiert leider nicht mehr. Die Zeit war wohl noch nicht reif. Hier ein Link: http://www.minibhkw.de/Stirling/Stirling.html

[wothan]

http://www.weltderphysik.de/de/8956.php

eine sehr tolle sache allerdings noch in weiter ferne

[Woody]

Zitat von Petermännchen

Mein Traum wäre ja, das Elektroauto am Haus tanken. Also Anlage im Garten, Haus versorgen und das Auto mit Speichersystem im Haus integrieren.

Der Opel Ampera hat einen 16kWh-Akku, der für 80km reichen soll. Wenn Du den werktäglich, sagen wir 200x pro Jahr, aufladen willst brauchst Du mit derzeitigen Modulen mehr als 30m² Solarfläche und einen geeigneten Speicher, damit das "Tanken" eben weniger als einen Tag dauert. Die Verluste für Speicherung, Spannungswandler etc. sind dabei noch nicht eingerechnet.
Sorry, aber PV ist m.E. eine der am wenigsten zur Stromerzeugung in großem Maßstab geeigneten Methoden - mit Abstand.
Dann schon eher die geplanten Solarthermischen Anlagen in der Sahara, daraus wahlweise Wasserstoff oder Methan erzeugen und das über die existierenden Wege verteilen.
Gruß,

Jörg

[Petermännchen]

Kennt jemand eine Bezugsquelle der Zenith dish Anlagen aus Israel?
Wirkungsgrad bei ca. 70%, Kosten ähnlich einer Photovoltaik, Warmwasser und Strom, Platzbedarf ca. 10qm..

Scheint mir ideal. Ob die schon vertriebsbereit sind?

Gruß

Peter

[swath]

Zitat von Petermännchen

Kennt jemand eine Bezugsquelle der Zenith dish Anlagen aus Israel?
Ob die schon vertriebsbereit sind?

schick denen doch mal eine eMail
zenithsolar.com/

[wolf b.]

Sehe ich das richtig, daß die den Wirkungsgrad u.a. erhöhen, indem sie die PV Module durch Warmwassergewinnung kühlen?

Da gab es mal in Ostdeutschland ein Projekt, wo sie so ein Prinzip marktreif machen wollten. Hab ich aber nie wieder davon gehört.

edit: hab sie gefunden ... http://www.solarhybrid.ag/Kollektorfamilie.114.0.html

[Petermännchen]

Hallo Wolf,

das ist richtig. Kleiner Unterschied: Die Sonnestrahlen werden auf ein sehr kleines Photovoltaikmodul gelenkt. Folgen:
- Ausbeute deutlich höher
- Kleine Photovoltaikmodule
- Starke Hitzeentwicklung

Letztere (die Hitze) wird auf Stirlingmotoren oder Dampfturbinen oder ähnliches verteilt und erzeugt dort Strom. Direkte Wärmeentnahme ist nicht vorgesehen. Das wäre vermutlich eine zusätzliche Alternative bei Kleinstanlagen.

Der Wirkungsgrad entsteht durch die Kombination der beiden Energiegewinnungsarten und der hohen Konzentration der Sonnenstrahlen.

Kurz zu Photovoltaik:
Die Module sind meines Wissens nach heute noch nicht in der Lage, den bei der Herstellung des Moduls verbrauchten Strom in der möglichen Laufzeit wieder herzustellen. Daher ist das für mich keine wirkliche Alternative.

Die genannte Lösung benötigt nur sehr wenige spezialisierte Photovoltaik- Module und erzeugt viel mehr Strom als für die Herstellung verbraucht wird.
Allerdings kenne ich keine Aussagen zu den anderen verwendeten Materialien wie Stahl, Alu (Gerüst) etc...

Gruß

Peter

[wolf b.]

Zitat von Petermännchen

Kurz zu Photovoltaik:
Die Module sind meines Wissens nach heute noch nicht in der Lage, den bei der Herstellung des Moduls verbrauchten Strom in der möglichen Laufzeit wieder herzustellen.

Das ist veraltet Peter.
Es wurde zwar bisher nicht geschafft den Wirkungsgrad signifikant zu erhöhen, aber bei der Herstellung haben neue Verfahren eine sehr deutlich höhere Effizienz erreicht, so daß schon seit etlichen Jahren deutlich mehr raus kommt als rein gesteckt wurde.

Kürzlich hab ich übrigens irgendwo gelesen, daß in USA schon Prototypen für solche gebündelten Lösungen erprobt würden, die einen Wirkungsgrad um die 40% hätten.