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Speicherung von regenerativen Energien-besonders Strom
Verfasser:
solarfreundchen Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Zeit: 06.12.2013 17:01:13
1
2003743
In verschieden Threads wird immer mal dieses Thema reindiskutiert.

Wie jetzt bei PV.

sogenannter Lageenergiespeicher

Wenn ich da so die Geschwindigkeit der Einlagerung und der möglichen Auslagerung sehe, kommt es mir vor als wenn man eine Scheune durch eine Gartentür beschicken will.

•Es wird keine Landschaft überflutet. Die Idee eines sich hebenden Fels (bei Aufladung ca. 1 m pro Stunde) kann sogar touristisch genutzt werden.

2000GWh soll so ein Speicher fassen bei einem Durchmesser von 1000m.
500m darf er rausragen, sind also bei 1m/h 4GWh die ich entweder ein-oder auslagern kann.

Aber wie der Erfinder weiterschreibt, soll er das eigentlich nicht.

Der Betriebszyklus eines Druckenergiespeichers wird allerdings nie aus einem kompletten Ein- und Ausfahren des Zylinders bestehen, sondern besteht aus kleinen Auf- und Ab-Bewegungen. Beim großen Speicher mit einem Radius von 500m kann der in einem Jahr wie folgt aussehen:

Warum soll ich einen großen Speicher bauen, der nur den Tagesverbrauch glättet und keine saisonale Speicherung ermöglicht.

Dafür stehen schon genügend PSW in der Landschaft rum, welche z.Z. an Ökonomiemangel leiden.

E.S.

..Feuer frei

Verfasser:
Jens42
Zeit: 06.12.2013 18:49:34
0
2003802
Hallo,

das interessante an seinem Konzept finde ich die Skalierungseigenschaften und die Tatsache, daß er sich auch mit diversen Firmen mit entsprechender Expertise (Tunnelbau, Granit sägen, Dichtungstechnik, ...) zusammengesetzt hat und die Schlüsselpunkte wohl durchaus mit existierender Technik realisierbar wären. Ob es geologisch letztlich machbar ist, ist wohl noch offen. Je größer man das Ding baut, desto günstig werden bei diesem Konzept die Kosten für den eigentlichen Speicher, so daß im Grenzfall die Kosten für die Kraftwerks- und Pumptechnik maßgeblich werden, die allemal bei gleicher Leistung geringer sind als alle Batteriesysteme es je sein können. Im Gegensatz zu anderen Konzepten ist hier überhaupt mal das Potential da, eine Sessionspeicherung für elektrische Energie mit realistischen Wirkungsgraden anzudenken.

Würde mich freuen, wenn es hier eine fruchtbare Diskussion gibt und wer sich beteiligt, die Basics bei ihm nachliest.

Grüße,
Jens

Verfasser:
solarfreundchen Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Zeit: 06.12.2013 18:58:14
1
2003810
Nun ja,

wenn die Energiedichte höher ist als beim PSW brauche ich aber auch mehr elektrische Arbeit um den Felsen nach Oben zu bewegen. Je höher der Gegendruck, umso höher die Verluste.

Das ein Bauwerk mit mehr Volumen spezifisch billiger wird ist eine alte Weisheit und nichts revolutionäres.

E.S.

Verfasser:
Expert35
Zeit: 06.12.2013 19:55:35
0
2003844
warum soll denn unbedingt Strom mit viel Aufwand und vielen Verlustengespeichert werden?
Strom lässt sich doch ganz einfach bedarfsgerecht produzieren.

Es giebt ja auch noch andere regenerative Energien, wie zbsp. Holz.
Holz lässt sich sehr gut und fast verlustfrei speichern (lagern).

Verfasser:
Rosenow Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Zeit: 06.12.2013 20:11:47
0
2003857
ja eine sogenannte diskontinuierliche Stoffwirtschaft, bei Holz sogar mit dem Vorteil steigenden Heizwertes.

Verfasser:
fdl1409
Zeit: 06.12.2013 20:17:55
0
2003861
Diesen Lageenergiespeicher halte ich für eine komplette Schnapsidee, so wie manche andere Ausgeburt. In die Mottenkiste, zusammen mit P2G und zum Beispiel diesen riesigen Seen, die jemand bauen will.

Vakuumspeicher im Meer halte ich dagegen für vielversprechend.

Grüße
Frank

Verfasser:
Rosenow Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Zeit: 06.12.2013 20:32:03
0
2003869
nun was die Kategorisierung der Ideen anbelangt, halte ich mich im Falle P2G doch lieber an Dr. Sterner, der kann mir zwar keinen Hustensaft verschreiben, aber ein wenig Aufklärung über mögliche Speicherstrategien verschaffen

Verfasser:
pflanze 132
Zeit: 06.12.2013 21:13:08
0
2003897
Zitat von fdl1409 Beitrag anzeigen
Vakuumspeicher im Meer halte ich dagegen für vielversprechend.

Hallo Frank,

was sind denn "Vakuumspeicher im Meer"?
Vielleicht stehe ich gerade auf dem Schlauch, aber da fällt mir momentan nix zu ein. Und beim Thema Speicherung und Vakuum habe ich normalerweise keine großen Wissenslücken...

Grüße
Stefan

Verfasser:
solarfreundchen Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Zeit: 06.12.2013 21:27:51
0
2003907
Zitat von pflanze 132 Beitrag anzeigen
Zitat von fdl1409 Beitrag anzeigen
[...]

Hallo Frank,

was sind denn "Vakuumspeicher im Meer"?
Grüße
Stefan


Ich hab's im Kopf, nur fällt es mir gerade nicht ein;-))

E.S.

..zum Vakuum erzeugen braucht man viel Energie, die umgedreht wieder gewonnen werden könnte

Verfasser: Rosenow Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Beitrag entfernt. Grund: Sinnfreier Beitrag (siehe Forumsregeln)
Verfasser:
solarfreundchen Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Zeit: 06.12.2013 21:38:30
1
2003914
Gehen wir wieder mal ins Sachliche rein.

Je höher ich etwas komprimiere umso größer sind die Verluste und der technische Aufwand. Vakuum und Drucklufterzeugung.

Bei der Granit/Wasser Variante ist das ebenso. Mit einer Teichpumpe fördere ich m³ in kürzester Zeit. Beim Kärcher dreht sich der Stromzähler für die paar Liter Wasser.

Natürlich ist chemisch gebundene Energie am besten lagerfähig.
Das könntee gehen mit massenhaft billiger PV und Akkus für den Tagesausgleich und dann P2G in der zweiten Stufe-wegen eines kontinuierlichen Prozesses im Sommerhalbjahr.

Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg.

Das Land voller Windräder stellen wird bei Windstille nicht reichen.

E.S.

Verfasser:
pflanze 132
Zeit: 06.12.2013 21:54:53
0
2003930
Zitat von solarfreundchen Beitrag anzeigen
Nun ja,

wenn die Energiedichte höher ist als beim PSW brauche ich aber auch mehr elektrische Arbeit um den Felsen nach Oben zu bewegen. Je höher der Gegendruck, umso höher die Verluste.

Das ein Bauwerk mit mehr Volumen spezifisch billiger wird ist eine alte Weisheit und[...]

Ich verstehe das Problem nicht!
Es geht um Lageenergie und um Druckunterschiede.
Wo ist der Nachteil im Wirkungsgrad gegenüber einem Pumpspeicherwerk. Reibung an Wand und Dichtung wäre ein Argument, aber sonst?

Verfasser:
solarfreundchen Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Zeit: 06.12.2013 22:15:33
1
2003947
Stefan,

du kannst nie wieder soviel gewinnen, wie du reingesteckt hast. Jeder Prozess ist mit Verlusten verbunden. Du musst einen höheren Druck aufwenden um den Stein nach Oben zu bekommen. Dieses System soll doch eine höhere Energiedichte haben, Oder?

Speicherung ist doch keine Energievermehrungsmaschine.

Auch wenn Wasser so ziemlich inkompessibel ist, bereitet der höhere Druck mehr energetischen Aufwand und auch Verschleiß an den Baugruppen.

E.S.

Verfasser: Rosenow Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Beitrag entfernt. Grund: Sinnfreier Beitrag (siehe Forumsregeln)
Verfasser:
solarfreundchen Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Zeit: 06.12.2013 22:21:34
1
2003954
Stefan,

wenn der Speicher leer ist, hast du eigentlich noch die Lageenergie von dem Granitblock obendrauf. Das ist doch Sinn und Zweck der Maßnahme. Du erhöhst zu dem normalen PSW sozusagen die Fallhöhe um die Dichte mal Höhe des Granitblockes im Vergleich zu Wasser.
Durch die 500m zusätzliche Höhe kommt doch dieser riesige Speichereffekt zu normalen PSW.

Nur passt der Granit nicht durch die Turbine;-))

E.S.

Verfasser:
pflanze 132
Zeit: 06.12.2013 22:42:44
0
2003966
Zitat von solarfreundchen Beitrag anzeigen
Dieses System soll doch eine höhere Energiedichte haben, Oder?

...

Auch wenn Wasser so ziemlich inkompessibel ist, bereitet der höhere Druck mehr energetischen Aufwand und auch Verschleiß an den Baugruppen.

Dass es Verluste bei einem Speicher gibt, ist ja nun wirklich klar.

Wenn man Deinen Gedanken weiterführt, dann müssten Pumpspeicher mit geringeren Höhenunterschieden als üblich betrieben werden...

Die "höhere Energiedichte" ergibt sich aus dem Konzept und dem verwendeten Material - Granit ersetzt teilweise Wasser. Würde man das nicht so machen, sondern bei Wasser bleiben, dann wäre das Ding halt größer (und höher), um die gleiche Kapazität und Leistung (bei sonst gleicher Technik) zu haben.

Theoretisch könntest Du die Befüllung auch so vornehmen, dass sie "stufenweise" und mit geringeren Druckunterschieden erfolgt. Dann bringst Du das Wasser "von oben" in den Speicher ein. Ich sehe aber nicht, dass Pumpen, die in höheren Druckbereichen arbeiten, Effizienz kosten.

Grüße
Stefan

Verfasser:
pflanze 132
Zeit: 06.12.2013 22:56:47
0
2003973
Zitat von solarfreundchen Beitrag anzeigen
Stefan,

wenn der Speicher leer ist, hast du eigentlich noch die Lageenergie von dem Granitblock obendrauf. Das ist doch Sinn und Zweck der Maßnahme. Du erhöhst zu dem normalen PSW sozusagen die Fallhöhe um die Dichte mal Höhe des Granitblockes im Vergleich zu Wasser.
Durch die[...]

Wolle (weiss inzwischen eh jeder und E.S. oder solarfreundchen geht mir nicht von der Hand...),

diese Speichervariante zeichnet sich m.M.n. dadurch aus, dass wenig Material beim Bau bewegt werden muss und wenig Wasser benötigt wird. Das, was vor Ort (muss natürlich ein geeigneter Ort sein...) vorhanden ist, wird weitgehend im "Originalzustand" weiter genutzt. Das ist doch auch der Gedanke bei Staudämmen - eine zu bauende Staumauer und sonst die vorhandene Landschaft genutzt.

Im Vergleich zu einem Staudamm ist das doch "minimalinvasiv".

Grüße
Stefan

Verfasser:
Georg Fiebig
Zeit: 06.12.2013 23:08:41
0
2003977
"diese Speichervariante zeichnet sich m.M.n. dadurch aus, dass wenig Material beim Bau bewegt werden muss und wenig Wasser benötigt wird."

Strom -P2G -PEG+CO2(aus Kohlekraftwerke)- Methan -Speicher Gasnetz vorhanden .

Umwandlungsverluste gibt es immer.Man braucht aber keine zusätzlichen Speicher bauen .

Kurzzeit Batteriespeicher an jede PV-Anlage und schon wird das Stromnetz entlastet .

Wo liegt eigentlich dabei der Denkfehler ?

Gut ok . zur Zeit müsste nur der überzählige Strom, der PV und Windspitzen (der sonst unter verschenkt wird ) so eingelagert werden . Aber dieser Strom ist zur Zeit ja echt billg zu bekpmmen .
Nur mit jeder neuen PV-Anlage und jeder neuen Windkraftanlage wird dieser Strom mehr .

Verfasser:
Dominik_82
Zeit: 06.12.2013 23:46:34
1
2003991
Zitat von pflanze 132 Beitrag anzeigen

Im Vergleich zu einem Staudamm ist das doch "minimalinvasiv".

Den Staudamm brauchst du bei den gerechneten größeren Varianten trotzdem.

Nehmen wir mal das Modell mit r=500m und Arbeitsvolumen von 785,4 Mio. m³. Würde vielleicht am Bodensee noch gerade so gehen (Schwankung von 1,47m), sonstwo kaum.

Bisschen kleiner: r=250m, Arbeitsvolumen 98,2 Mio. m³. Kannste in Hessen nur an der Edertalsperre machen (die fasst maximal 200 Mio. m³). Da sinkt dann der Wasserstand um satte 10,79m bei Vollladung.

Viele geeignete Bestandsgewässer gibt es in DE nicht. Die größeren Modelle benötigen also ein zusätzliches Unterbecken. Heißt Flächenverbrauch, auch wenn es durch die hohe Dichte des Granits deutlich kleiner ausfällt als beim reinen PSW.

Viele Grüße

Dominik

Verfasser:
solarfreundchen Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Zeit: 07.12.2013 08:41:51
0
2004040
Zitat von pflanze 132 Beitrag anzeigen
Theoretisch könntest Du die Befüllung auch so vornehmen, dass sie "stufenweise" und mit geringeren Druckunterschieden erfolgt. Dann bringst Du das Wasser "von oben" in den Speicher ein. Ich sehe aber nicht, dass Pumpen, die in höheren Druckbereichen arbeiten, Effizienz kosten. [...]


Wie willst denn DAS machen??

Das ist doch quasi ein geschlossenes System und sobald du da eine Öffnung reinbastelst, spritz das Wasser raus. Druck des Granitblockes.

Grundsätzlich wird in jedem Pumpspeicherkraftwerk mehr Strom zum Hochpumpen benötigt, als beim Herunterfließen wieder zurückgewonnen werden kann. Verluste entstehen beim Lade- und beim Entladevorgang durch die Reibungsverluste des fließenden Wassers (Flüssigkeiten haben einen Strömungswiderstand; bei Wasser spricht man auch von Wasserwiderstand und hydraulischen Verlusten), durch den Wirkungsgrad der Pumpe (Ladevorgang) bzw. Turbine (Entladevorgang), durch den Wirkungsgrad des Motors bzw. des Generators sowie durch Trafoverluste und in geringem Maße auch durch Eigenbedarf des Pumpspeicherwerkes. Der Gesamtwirkungsgrad eines Pumpspeicherkraftwerkes liegt heute in der Regel bei 75–80 %, in Ausnahmefällen etwas höher.

Aus Wiki

Diese PSW wird ja mit höherem Druck und weniger Wassermenge betrieben für die gleiche Leistung eines normalen PSW. Da es aber mehr Leistung bringen soll, wird die Wassermenge auch größer und damit der Strömungswiderstand. 1m/h bei Beladung soll der Wasserstand steigen.

E.S.

Verfasser:
fdl1409
Zeit: 07.12.2013 09:01:58
1
2004046
Lageenergiespeicher wird nach meiner Überzeugung schlicht und einfach nicht mit vertretbarem Aufwand baubar sein. Das Konzept klingt einfach, ist es aber nicht. Hat schon mal jemand Berichte über den Bau von z.B. Gotthardtunnel und anderen unterirdischen Bauwerken angesehen? Der Untergrund bringt stets Überraschungen, meist sehr unangenehme. Da gibt es z.B. unerwartete Wassereinbrüche. Oder weiche Gesteinsformationen. Der Tunnel muß dann in diesem Bereich zuerst vereist werden und nach dem Graben der Röhre sofort mit Betonelementen verkleidet, sonst drückt das Gestein die Röhre wieder zu. Wie will man solche Probleme in einem schmalen Spalt in den Griff bekommen? Was ist wenn von diesem Zylinder durch einen Riss ein Block von 5 Millionen Tonnen abschert und sich zwischen Hauptzylinder und Aussenwand klemmt? Ich würde niemals einen Cent in so ein Projekt stecken, viel zu riskant. Außerdem ist es nicht ganz einfach, sehr langsame Bewegungen von gigantischen Massen in Energie zu verwandeln.

Ein Vakuumspeicher wird in tiefem Wasser gebaut. Eine druckfeste Betonkugel ist mit Wasser gefüllt. Mit Pumpen kann ich den in die umgebende Tiefsee entleeren, es entsteht ein Vakuum. Der Druck, der dabei zu überwinden ist, entspricht der Wassertiefe, bei z.B. 1.000m Tiefe 100 Bar. Der Vakuumspeicher funktioniert dann genauso wie ein Pumpspeicherkraftwerk mit 1000m Höhenunterschied. Um das zu bauen und betreiben braucht man eine druckfeste Kugel, Pumpen und Stromzuführung, sonst nichts. Die Umweltauswirkungen sind minimal.

P2G funktioniert, daran zweifelt niemand. Das Problem ist, daß es auf Jahrzehnte hinaus keine sinnvolle Anwendung dafür gibt. Die Investitionskosten sind so hoch, daß sich das überhaupt nur rechtfertigen läßt bei Laufzeiten von tausenden Stunden pro Jahr. Zur Zeit gibt es Null Stunden echte EE-Überschüsse, in zehn Jahren vielleicht ein paar Dutzend, in 20 Jahren hunderte, immer noch viel zu wenig für wirtschaftlichen Betrieb. Die Anlagen werden aber trotzdem betrieben, wenn sie erst gebaut sind. Womit? Das kann dann nur Kohlestrom sein. Das führt in der Gesamtbilanz dazu, daß hier lediglich zusätzlich Kohle verbrannt wird, und zwar mit katastrophal schlechtem Gesamtwirkungsgrad. P2G ist in den nächsten 20-30 Jahren etwa genauso schlau wie es wäre, Holzpellets aus brasilianischem Urwald mit dem Flugzeug nach Europa zu importieren... Lehne P2G kategorisch ab und würde das mit allen Mitteln bekämpfen wollen.

Außerdem gibt es bessere Alternativen, wenn man sowas schon machen will. Beispiel Flüssigluft. Man kann mit Überschussstrom Luft verflüssigen, speichern und damit bei Bedarf wieder Strom erzeugen. Die Kosten sind viel niedriger als bei P2G, der Wirkungsgrad eher besser. Wenn man Abwärme nutzt, um die flüssige Luft wieder zu verdampfen, sogar viel besser. Hier ein Link. Und eine ausführliche Studie zum Thema: Liquid Air in the energy and transport systems ( 134 Seiten ).

Grüße
Frank

Verfasser:
solarfreundchen Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Zeit: 07.12.2013 10:19:18
0
2004077
Zitat von fdl1409 Beitrag anzeigen
P2G funktioniert, daran zweifelt niemand. Das Problem ist, daß es auf Jahrzehnte hinaus keine sinnvolle Anwendung dafür gibt. Die Investitionskosten sind so hoch, daß sich das überhaupt nur rechtfertigen läßt bei Laufzeiten von tausenden Stunden pro Jahr. Zur Zeit gibt es Null Stunden echte EE-Überschüsse, in zehn Jahren vielleicht ein paar Dutzend, in 20 Jahren hunderte, immer noch viel zu wenig für wirtschaftlichen Betrieb[...]


Nun,

bis der 1.Granitspeicher alle Hürden überwunden hätte, wird wohl genügend EE-Strom da sein;-))

Für mich ist der kein sinniges Konzept.

Ich hatte schon mal angerissen, den überschüsigen PV-Strom in weiterer Zukunft mit Akkus zu speichern und damit für die P2G einen kontinuierliche Auslastung zu bringen.

Gas ist einfacher in den alten Speichern zu lagern, als Luft zu verflüssigen und zu lagern.

Die ganze Holzverstromung und auch die Biogasproduktion in den Winter verlagern. Maissilage und Holz sind auch gute Energiespeicher.

E.S.

...und Gärtnereien würde ich nur noch neben Biogasanlagen genehmigen;-))

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solarfreundchen Dieser Benutzer hat eine rote Karte erhalten
Zeit: 07.12.2013 10:19:18
0
2004077
Zitat:
...
P2G funktioniert, daran zweifelt niemand. Das Problem ist, daß es auf Jahrzehnte hinaus keine sinnvolle Anwendung dafür gibt. Die Investitionskosten sind so hoch, daß sich das überhaupt nur rechtfertigen läßt bei Laufzeiten von tausenden Stunden pro Jahr. Zur Zeit gibt es Null Stunden echte EE-Überschüsse, in zehn Jahren vielleicht ein paar Dutzend, in 20 Jahren hunderte, immer noch viel zu wenig für wirtschaftlichen Betrieb[...]

Nun,

bis der 1.Granitspeicher alle Hürden überwunden hätte, wird wohl genügend EE-Strom da sein;-))

Für mich ist der kein sinniges Konzept.

Ich hatte schon mal angerissen, den überschüsigen PV-Strom in weiterer Zukunft mit Akkus zu speichern und damit für die P2G einen kontinuierliche Auslastung zu bringen.

Gas ist einfacher in den alten Speichern zu lagern, als Luft zu verflüssigen und zu lagern.

Die ganze Holzverstromung und auch die Biogasproduktion in den Winter verlagern. Maissilage und Holz sind auch gute Energiespeicher.

E.S.

...und Gärtnereien würde ich nur noch neben Biogasanlagen genehmigen;-))
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