Abwärme Kraftwerke

Hallo,

es wird ja gern auf die Umweltfreundlichkeit von Kraft-Wärmekopplung hingewiesen. Anstelle großer Kühltürme wird dort Nutzwärme erzeugt, die zumindest im Winter auch sinnvoll genutzt werden kann.
Warum werden nirgendwo Kühltürme z.B. durch Stirlingmotoren ersetzt? Bei der dort vorhandenen Temperaturdifferenz ist der Wirkungsgrad sicher nicht berauschend, aber doch bestimmt bessser als ein Kühlturm.
Sind Stirlingmotoren zu teuer? Oder zu kompliziert?

Ein ähnliches Problem existiert bei Heizungsanlagen. Hier brauchte man keinen Stirlingmotor. Ein passend konstruierter und recht preiswerter Abgaswärmetauscher kann hier die Abgastemperatur auf 3-5K über die Rücklauftemperatur abkühlen. Auch das wird kaum gemacht, obwohl sich ein solcher Wärmetauscher in relativ kurzer Zeit bezahlt macht.

Mit freundlichen Grüßen
schubtil

Hallo,
schon wieder das gleiche Problem: fang erstmal an zu rechnen, bevor Du wilde Behauptungen aufstellst.
Wenn Du das nicht möchtest, mach Dir einfach klar, dass niemand etwas zu verschenken hat und geh deshalb einfach davon aus, dass es sich eben nicht bezahlt macht.
Gruß
loderunner

Sind Stirlingmotoren zu teuer? Oder zu kompliziert?

wenn das kühlwasser 600°C hätte, wäre das eine möglichkeit. aber es ist zu kalt. du kannst im kühlturm baden.

Hallo,

Warum werden nirgendwo Kühltürme z.B. durch Stirlingmotoren
ersetzt? Bei der dort vorhandenen Temperaturdifferenz ist der
Wirkungsgrad sicher nicht berauschend, aber doch bestimmt
bessser als ein Kühlturm.
Sind Stirlingmotoren zu teuer? Oder zu kompliziert?

der Carnot-Kreisprozess sagt Dir sicher was bzw. der Carnot-Faktor oder Wirkungsgrad.
Rechne Dir selber aus, was idealerweise bei diesen niedrigen Temperaturdifferenzen an Wirkungsgraden herauskommt.

Eine nette Variante der Wärmenutzung ist, in ein Feld Rohre zu verbuddeln und warmes Wasser durchzupumpen. So kann man einige Wochen vor den anderen Spargel und Kartoffel auf den Markt bringen.

Ein ähnliches Problem existiert bei Heizungsanlagen. Hier
brauchte man keinen Stirlingmotor. Ein passend konstruierter
und recht preiswerter Abgaswärmetauscher kann hier die
Abgastemperatur auf 3-5K über die Rücklauftemperatur abkühlen.
Auch das wird kaum gemacht, obwohl sich ein solcher
Wärmetauscher in relativ kurzer Zeit bezahlt macht.

So was in der Art gibt es doch. Die Brennwerttechnologie.
Ein bestimmter Wärmegradient muß aber vorhanden sein, damit die Abluft entfleuchen kann.

Gandalf

Warum werden nirgendwo Kühltürme z.B. durch Stirlingmotoren
ersetzt?

Hallo,

der Sterlingmotor ist schon seit vielen Jahrzehnten bekannt und wird immer wieder als Lösung aller möglichen Probleme propagiert - in der Praxis gibt es aber keine ausser ein paar Spielzeugen.

Daraus kann man nun schliessen, dass er doch nicht sooo wirtschaftlich ist (langweilige These) oder dass es eine internationale Verschwörung gegen den Sterlingmotor gibt, das ist viel interessanter und man muss nicht erst mit Carnot und Wirkungsgraden rumrechnen.

Bei anderen Verwertungen der Restenergie ist es eine wichtige Frage, ob der Betreiber eines Kühlturms Kunden für die Wärmeenergie hat bzw. überhaupt eine Vertriebsstruktur dafür. Ein Kraftwerk müsste für den Verkauf der Wärme viel mehr Aufwand treiben als für den Strom selbst.

Gruss Reinhard

Aufwand treiben als für den Strom selbst.

Hallo,
es kommt aber auch mehr Abwaerme raus als Strom.

Bei 40 Prozent Wirkungsgrad kommt eineinhalb mal soviel Abwaerme raus wie an Strom. Manche sollen 36 Prozent haben, ganz gute kommen an 45 Prozent.

Die Abwaerme aller Stromerzeugungskraftwerke ist in D groesser als der Heizenergiebedarf ALLER Haeuser.

Gruss Helmut

Hallo Helmut,
das Problem ist aber, aus der Abwärme eine verkaufsfähige Energieform zu machen. Fernwärme rechnet sich nicht, wenn sie über zu weite Strecken transportiert werden muss. Das sieht bei dezentralen Blockheizkraftwerken schon anders aus.
Grüße
Ulf

Aufwand treiben als für den Strom selbst.

Hallo,
es kommt aber auch mehr Abwaerme raus als Strom.

Bei 40 Prozent Wirkungsgrad kommt eineinhalb mal soviel
Abwaerme raus wie an Strom. Manche sollen 36 Prozent haben,
ganz gute kommen an 45 Prozent.

Die Abwaerme aller Stromerzeugungskraftwerke ist in D groesser
als der Heizenergiebedarf ALLER Haeuser.

bei Gaskraftwerken ist das richtig. bei gas-und dampfkraftwerken ist der wirkungsgrad bei knapp 60%. man nutzt die abwärme und wandelt sie in strom um. es gibt zwar über den kühlturm noch wärme ab, aber die ist zu klein, als dass man sie wirtschaftlich durch weitere motoren oder turbinen nutzen könnte.

Moin Helmut,

Die Abwaerme aller Stromerzeugungskraftwerke ist in D groesser
als der Heizenergiebedarf ALLER Haeuser.

das Problem ist die Nutzung dieser Energie. Da kommt man wieder zum guten alten Carnot und daran führt (bisher) kein Weg vorbei.

Gandalf

Hallo Helmut

Die Abwaerme aller Stromerzeugungskraftwerke ist in D groesser
als der Heizenergiebedarf ALLER Haeuser.

Als vor etwa 30 Jahren das Kernkraftwerk Grafenrheinfeld gebaut wurde, hat der Betreiber der Stadt Schweinfurt kostenlose Versorgung mit Fernwärme angeboten. Nur die Rohrleitung hätte die Stadt bezahlen müssen. Schweinfurt hat abgelehnt - warum? Kann/soll man jemanden zwangsverpflichten, Gutes entgegenzunehmen?

tschüss
herbert

Hallo Ulf und alle anderen,
stimmt genau!
Ein klassisches Beispiel ist New-York das nur mit Fernwärme beheizt wird, weil alle paar Kilometer ein kleines Blockheizkraftwerk mitten in der Stadt steht.

Grüße
acuario

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hallo,

schon wieder das gleiche Problem: fang erstmal an zu rechnen,
bevor Du wilde Behauptungen aufstellst.

Du verwechselst eine ganz normal und ohne böse Hintergedanken gestellte einfache Frage mit einer „wilden Behauptung“, was auch immer Du damit meinst. Und ich frage hier, weil es hier möglicherweise jemanden gibt, der das aus dem Ärmel beantworten kann.
Ich frage genau nicht nach blöden Kommentaren wie: „warum fragst Du in einem Frage-Forum, rechne doch selbst“.

schubtil

Hallo Gandalf,

So was in der Art gibt es doch. Die Brennwerttechnologie.
Ein bestimmter Wärmegradient muß aber vorhanden sein, damit
die Abluft entfleuchen kann.

Brennwertgeräte brauchen keinen Wärmegradient im Abgas, das erledigt ein Gebläse.
Was ich meine ist nicht hergebrachte Brennwerttechnik, sondern so weit optimierte Brennwerttechnik, dass das Abgas mit dem Wärmetauscher so weit irgend möglich abgekühlt wird. Mit der dann noch enthaltenen Restwärme kann die zugeführte Verbrennungsluft vorgewärmt werden. Damit dürften sich während der gesamten Heizperiode Abgastemperaturen von unter 30°C realisieren lassen. Zumindest für Heizöl sollten die Wärmetauscher dann aber aus Kunststoff sein.

Mit freundlichen Grüßen
schubtil

Hallo,

der Sterlingmotor ist schon seit vielen Jahrzehnten bekannt
und wird immer wieder als Lösung aller möglichen Probleme
propagiert - in der Praxis gibt es aber keine ausser ein paar
Spielzeugen.

Der Sterlingmotor nutzt den Carnot-Kreisprozess. Lt. 2. Hauptsatz der Thermodynamik gibt es keinen anderen Prozess, der mehr Wärmeenergie in mechanische oder elektrische Energie umwandeln kann. Trotzdem ist das durchaus nicht immer und überall effizient. Ich wundere mich aber schon darüber, dass es bis jetzt nur zum Spielzeug reicht.

Daraus kann man nun schliessen, dass er doch nicht sooo
wirtschaftlich ist (langweilige These) oder dass es eine

Genau hier sehe ich das Problem. Ich denke, man muß inzwischen unterscheiden zwischen finanziell wirtschaftlich und energetisch wirtschaftlich. Ohne diese Unterscheidung werden wir die nächsten 200 Jahre erst mal die vorhandenen Kohlereserven verbrennen und können uns jegliche Diskussion über regenerative Energien und Umweltschutz sparen. Wir sollten billige Kohle aus China importieren und Kohlekraftwerke auf primitivster Basis bauen, dann haben wir wirtschaftlich erzeugte Energie. Da ist jedes Blockheizkraftwerk viel zu teuer und unwirtschaftlich.

Ich sehe den Sterlingmotor nicht als Lösung des Energieproblems. Aber ich sehe an den meisten Antworten, dass sich mit solchen Problemem nur nach dem Motto beschäftigt wird: „bestimmt zu unwirtschaftlich, sonst hätten es Andere schon eingesetzt“

Mit freundlichen Grüßen
schubtil

Zumindest für Heizöl sollten die
Wärmetauscher dann aber aus Kunststoff sein.

Hallo schubtil,
wieso das? Nimmt man da nicht besser Materialien, die die Wärme gut leiten?
Grüße
Ulf

es gibt zwar über den
kühlturm noch wärme ab, aber die ist zu klein, als dass man
sie wirtschaftlich durch weitere motoren oder turbinen nutzen
könnte.

Hallo,
die Abwaerme ist bei 60 Prozent Wirkungsgrad immer noch 40 Prozent der Energie oder 66 Prozent vom erzeugten Strom.
Und zu klein ist die Abwaerme gewiss nicht, wenn Du kleine Blockheizkraftwerke nah bei den Wohnungen hast, oder direkt im Keller, dann geht das schon, diese Abwaerme zu nutzen. Die Abwaerme ist nicht das Problem, sondern die Groesse der ueblichen Kraftwerke ist das Problem. Wenn eine Stromerzeugerfirma 50ooo Keller mit Blockheizkraftwerken ausstatten wuerde, haette man die Abwaerme genutzt. Stattdessen will uns und der Regierung der Stromerzeuger weismachen, es muesse ein Grosskraftwerk sein, und die Abwaerme muesse nutzlos verbraten werden.
Gruss Helmut

es gibt zwar über den
kühlturm noch wärme ab, aber die ist zu klein, als dass man
sie wirtschaftlich durch weitere motoren oder turbinen nutzen
könnte.

Hallo,
die Abwaerme ist bei 60 Prozent Wirkungsgrad immer noch 40
Prozent der Energie oder 66 Prozent vom erzeugten Strom.

ich kann dir nicht folgen. die 40% sind reibung und keine wärme. die sind weg, es sei denn, du baust dein haus auf die gasturbine drauf. die technik hat heute noch gewiase grenzen.

in irsching wird ein GuD-Kraftwerk mit über 60% Wirkungsgrad gebaut - das erste der welt.

http://www.faz.net/s/Rub58F0CED852D8491CB25EDD10B71D…

  1. GuDs geben nahezu keine wärme nach außen ab.
  2. transportiert sich die wärme nicht von alleine zu haushalten.

man könnte die wohnhäuser um das kraftwerk bauen und das kühlwasser dann durch die häuser leiten, aber die leute regen sich ja gleich auf, wenn die stadt einen gewissen prozentsatz der 100 Mio Euro von den bürgern einfordern will. …und dann noch die lautstärke und die gefahr.

und wie will man außerdem einen scheich in den emiraten davon überzeugen, ein GuD zu bauen, wenn er nur ein einfaches Gaskraftwerk will, weil der kühlprozess und somit der wirkungsgrad der dampfturbine um so ineffektiver wird, je wärmer die umgebungstemperatur ist.

Hallo Ulf,

na ja, eigentlich schon. Aber für eine Dauerbelastung mit dem recht korrosiven Abgaskondensat von Ölbrennwertanlagen müssten verwendete Metalle entweder hochlegierte Edelstähle oder andere sehr teure Materialien sein. Entsprechend ausgelegte Kunststoffwärmetauscher haben sich bereits in der Praxis bewährt (leicht zu ergoogeln).
Es gab auch mal einen Hersteller, der solche Brennwertsystem angeboten hat und in diesem Zusammenhang eine Zulassung für HT-Abflußrohr(!) als Schornsteinmaterial hatte. Die damit mögliche Schornsteinsanierung für weniger als 100,-€ Materialpreis bringt hier Spielraum für die etwas aufwendigere Brennwerttechnik. Wenn sich solche kleinen Nieschenabieter nicht gegen große Marken behaupten können, dann hängt das nicht unbedingt mit der verwendeten Technik zusammen. Schade ist, dass große Hersteller solche Ideen nicht ernsthaft aufgreifen. Zumal das mit einer herkömmlich ausgelegten Brennkammer geht. Die Kondensatentstehung kann bei einem solchen System außerhalb der eigentlichen Brennkammer gelegt werden. Damit könnten Brennwertkessel unter Umständen sogar preiswerter konstruiert werden.
Aber: „never change a running system!“

Es ist hier auch nicht mein Anliegen irgendwelche Ideen unbedingt als best of verkaufen zu wollen. Ich wollte nur ein paar unausgegorene Gedanken mitteilen und Meinungen dazu hören.

Mit freundlichen Grüßen
schubtil

ich kann dir nicht folgen. die 40% sind reibung und keine
wärme.

Öhm.
Ohne dir widersprechen zu wollen - aber Reibung führt zu Wärme. Immer.

die sind weg, es sei denn,

Schwerlich. Energie kann nicht verschwinden.

Aus diesem Grund halte ich auch

  1. GuDs geben nahezu keine wärme nach außen ab.

für wildes Marketinggeklapper.
Wenn die Dinger 60% Wirkungsgrad haben, haben sie umgekehrt 40% Verlust. Und Energie kann nicht einfach verschwinden, sie muss irgendwo bleiben, das ist elementare Physik. Diese 40% dürften als Abwärme verloren gehen.

  1. transportiert sich die wärme nicht von alleine zu
    haushalten.

Das ist der Knackpunkt.
Wärme als ungerichtete Energieform kann nur mit einem Trägermedium transportiert werden, das mechanisch (= mit einer Pumpe) bewegt werden muss. Je länger die Strecke, desto größer die Masse des gesamten Systems, desto mehr Energie braucht man für die Bewegung des Trägermediums und damit für den Wärmetransport.

Eigentlich müsste man ziemlich genau ausrechnen können, bis zu welcher Entfernung der Transport günstiger wäre. Natürlich ohne Investionen in die passende Infrastruktur, die ja von Ort zu Ort verschieden ausfallen muss.

Aber am sinnvollsten wären in jedem Falle Minikraftwerke in jedem Ortsteil, die dann die paar umliegenden Häuser mit Wärme versorgen würden.
Die wiederum hätten natürlich den nicht zu unterschätzenden Nachteil, das die Anzahl der Wartungstechniker entsprechend mit ansteigen würde. Wahrscheinlich kommt der Bau vieler kleiner Kraftwerke auch teurer als der von ein paar Großen. Und bei einer Änderung der Technik dauert es bedeutend länger, viele kleine Kraftwerke nachzurüsten als ein paar Große.

Alles nicht so einfach . . .

lg, mabuse

Hallo,

Aber ich sehe an den meisten Antworten, dass
sich mit solchen Problemem nur nach dem Motto beschäftigt
wird: „bestimmt zu unwirtschaftlich, sonst hätten es Andere
schon eingesetzt“

Immer dieselbe Leier: rechne es doch endlich mal selber nach. Glaub meinethalben Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Stirlingmotor#Wirkungsgrad oder http://de.wikipedia.org/wiki/Benutzer:HpS/Berechnungen), wenn Du nicht selber rechnen willst. Lies Dir durch, wie es überhaupt funktioniert und wie man das auch experimentell herausfinden kann: http://www.physik.fu-berlin.de/physlab/Skripte/Stirl…

Was Du hier betreiben willst, ist Esoterik: ich weiß nichts über die technischen Einzelheiten, also denkt ihr gefälligst mal genauer über meine Ideen nach - sie sind nämlich genial, weil sie ganz bestimmt tolle Geheimnisse enthalten, die man nur lange genug suchen muss.

Gruß
loderunner