Solarenergie 'um die Ecke' genutzt

Hai, Auskenner,

gestern sah ich Quarks & Co - Klimaveränderung. Eines der gechilderten Probleme war, daß niemand weiß, wohin mit dem CO2 aus Verbrennungsprozessen. daraus entstand wieder eine Idee in meinem Kopf (wat der so alles produziert *ggg*)

Das Algen-Solar-Kraftwerk

Wir basteln uns folgende Konstruktion:
Eine Glasröhre, in der Algen leben und die dem Sonnenlicht ausgesetzt ist. Den produzierten Sauerstoff fangen wir auf. Die abgestorbenen Algen werden, unter Zuhilfenahme des aufgefangenen Sauerstoffs verbrannt - wir erhalten Energie und reines CO2. Mit diesem CO2 düngen wir unsere Algen.

Das müsste doch eigentlich eine höhere Energie-Ausbeute bringen, als Photovoltaik, denn keine Technik nutzt das Sonnenlicht so gründlich, wie es Pflanzen tun - sofern wir die Wärme gründlich nutzen und nicht irgendwie in die Umwelt blasen - und das CO2 dürfte doch kein Problem mehr sein…

Was spricht gegen eine solche Konstruktion?

Gruß
Sibylle

Gibt es doch schon
Hi,

-Pflanzenöl als Kraftstoff-

Gruss,

Hai, Helge,

-Pflanzenöl als Kraftstoff-

naja, da haben wir aber mehrere Nachteile:

  • Anbaufläche, die zur Nahrungsgewinnung gebraucht würde, wird zweckentfremdet
  • nur ein Teil der produzierten Masse wird „ver-energiet“ (nur das Öl)
  • das CO2 wird immernoch in die Luft gepustet

    Gruß
    Sibylle

Hai Sibylle,

solche Projekte gabs schon mal, z.B. wurde das in der KFA Jülich in den 80ern im Institut für Biotechnologie bearbeitet. Genaueres weiß ich allerdings nicht, ich habs damals nur gelesen.

Gandalf

Hallo,

es geht auch ohne den Umweg „thermische Verwertung“, mit der sog. Grätzel- oder Farbstoff-Solarzelle:

(aus: http://www.uni-saarland.de/fak7/hartmann/cfn/farb.htm)

Die Grätzel- oder Farbstoffsolarzelle ist vollkommen anders aufgebaut als herkömmliche Solarzellen aus Silizium. Der Erfinder nahm sich bei der Entwicklung der neuen Zelle den Prozess der Photosynthese der Pflanzen zum Vorbild, bei dem der Farbstoff Chlorophyll unter Sonneneinstrahlung Energie in Form von Zuckermolekülen speichert. So ähnlich sollte auch die Solarzelle funktionieren. Allerdings überspringt sie die Photosynthese und wandelt die Solarenergie ganz unmittelbar in Strom um.

Hai Sibylle

Eine Glasröhre, in der Algen leben und die dem Sonnenlicht
ausgesetzt ist. Den produzierten Sauerstoff fangen wir auf.
Die abgestorbenen Algen werden, unter Zuhilfenahme des
aufgefangenen Sauerstoffs verbrannt - wir erhalten Energie und
reines CO2. Mit diesem CO2 düngen wir
unsere Algen.

Das müsste doch eigentlich eine höhere Energie-Ausbeute
bringen, als Photovoltaik, denn keine Technik nutzt das
Sonnenlicht so gründlich, wie es Pflanzen tun

das kann man so nicht unterschreiben: Bei der beschriebenen Konstruktion liegt der Wirkungsgrad unter 3% (eher bei 0,5%), deshalb wären sehr grossflächige Anlagen erforderlich, um nenneswerte Leitung zu erhalten. Damit wird aber alles unwirtschaftlich.

Was spricht gegen eine solche Konstruktion?

Sie hätte das gleich Problem wie alle Solar-KWs: die sehr bescheidene Energiedichte des Sonnenlichtes. Nachführbare Konzentratoren für Licht (Hohlspiegel) sind so aufwendig, dass es vollkommen uninteressant wird. Ausserdem gibt es dann thermische Probleme (gekochte Algen)

tschüss

herbert

Hallo Sibylle,

ich bin nicht für oder gegen Pflanzenöl, aber Deine Nachteile kann ich kaum erkennen

  • Anbaufläche, die zur Nahrungsgewinnung gebraucht würde, wird
    zweckentfremdet

richtig, aber ich kann sonnenfläche halt meist nur einmal nutzen. und verglichen mit Solarzellen oder Bauwerken pflüge ich das Feld nachher einfach um.

  • nur ein Teil der produzierten Masse wird „ver-energiet“ (nur
    das Öl)

ja, der Teil, der sich lohnt. In dem also der überwiegende Brennwert sitzt. Bei verbrennung von Korn und dem dagegen minderwertigen Stroh wird das noch viel deutlicher.

  • das CO2 wird immernoch in die Luft
    gepustet

so sollte es sein, in einem geschlossenen Kreislauf. Das was entnommen wird, wird zurück gegeben.

Gruß
achim

1 Like

Wir basteln uns folgende Konstruktion:
Eine Glasröhre, in der Algen leben und die dem Sonnenlicht
ausgesetzt ist.

Die Sache mit den Glasröhren dürfte aber mächtig teuer werden, warum ned gleich Betonbecken in die Wüste zimmern (so züchtet man bereits Algen für Nahrungsergänzung und Kosmetik).

Den produzierten Sauerstoff fangen wir auf.

Wie? Könnte auch etwas umständlich werden. Und explosiv. Im Zweifelsfall würde ich da lieber drauf verzichten und das Zeug mit Luft verbrennen.

Und wenn ich die Algen in geschlossenen Glasröhren züchte, muss ich noch Nährstoffe einbringen, das medium unwälzen, ggf. kühlen (also die Lebenstemperatur der MO sicherstellen) und vor allem mit CO2 begasen, das würde vermutlich mehr Energie kosten, als ich bei der Verbrennung der Algen rauskriege. Auch die Aufarbeitung (Transport, Entwässern, Pressen, Trocknen) und Verbrennung dürfte eingiges an Energieaufwand erfordern.

Die abgestorbenen Algen werden, unter Zuhilfenahme des
aufgefangenen Sauerstoffs verbrannt - wir erhalten Energie und
reines CO2. Mit diesem CO2 düngen wir
unsere Algen.

Erstens dürften Algen sehr, sehr schlechte Energieträger sein, die Ausbeute ist also wohl eher bescheiden. Die Brennbarkeit - naja, aber okay, unter reinem Sauerstoff brennt alles. Aber der Aufwand für solch eine Verbrennungsanlage (auch sicherheitstechnisch)?
Zweitens steckt man auf jeden Fall für die Pflege und Aufarbeitung der Algen Energie aus fosilen Brennstoffen rein (wie auch in die Herstellung von Solaranlagen oder die Biomassegewinnung (Pflügen, Ernten, Öl pressen). Letztlich geht die CO2-Rechnung auch bei ökologischen Verfahren nie auf, es gibt keinen geschlossenen Kreislauf.

Das müsste doch eigentlich eine höhere Energie-Ausbeute
bringen, als Photovoltaik, denn keine Technik nutzt das
Sonnenlicht so gründlich, wie es Pflanzen tun - sofern wir die
Wärme gründlich nutzen und nicht irgendwie in die Umwelt
blasen - und das CO2 dürfte doch kein Problem mehr
sein…

Das könnte schon sein, Solarzellen sind ja nun wirklich nicht so die Hammer-Energieerzeuger und man muss auch mal den Herstellungs- und Entsorgungsaufwand gegenrechnen.
Ich glaube allerdings auch nicht, dass die Energieausbeute bei deinem Algenkraftwerk sehr hoch wäre, denn man steckt sicher eine Menge Energie für Pflege und Aufbereitung rein, und die muss man bei der Verbrennung von Algen überhaupt erstmal wieder raus kriegen. Gibt ja auch noch keine Gras- oder Heukraftwerke oder so.

Soweit mal meine Gedanken dazu.

LG, Jesse

Hai, Achim,

ich bin nicht für oder gegen Pflanzenöl, aber Deine Nachteile
kann ich kaum erkennen

mich stört da eigentlich nur, daß Lebensmittel abgefackelt werden…

richtig, aber ich kann sonnenfläche halt meist nur einmal
nutzen. und verglichen mit Solarzellen oder Bauwerken pflüge
ich das Feld nachher einfach um.

Ich dachte da auch eher nicht an riiiesige Großanlagen, sondern an etwas Dezentraleres. Auf/an Gebäuden, felsige Gegenden, Überdachungen, Steppen, usw.

ja, der Teil, der sich lohnt. In dem also der überwiegende
Brennwert sitzt. Bei verbrennung von Korn und dem dagegen
minderwertigen Stroh wird das noch viel deutlicher.

Korn verbrennen - *schauder* - wer kommt denn auf sowas?

so sollte es sein, in einem geschlossenen Kreislauf. Das was
entnommen wird, wird zurück gegeben.

Das wäre ja so…

Gruß
Sibylle

Hai, Gerhard,

es geht auch ohne den Umweg „thermische Verwertung“, mit der
sog. Grätzel- oder Farbstoff-Solarzelle:

(aus: http://www.uni-saarland.de/fak7/hartmann/cfn/farb.htm)

feiner Link - leider steht da nichts zur Energie-Ausbeute, aber ist wahrscheinlich besser, als meine um-die-Ecke-Idee…

Danke
Gruß
Sibylle

Hai, Herbert,

das kann man so nicht unterschreiben: Bei der beschriebenen
Konstruktion liegt der Wirkungsgrad unter 3% (eher bei 0,5%),
deshalb wären sehr grossflächige Anlagen erforderlich, um
nenneswerte Leitung zu erhalten. Damit wird aber alles
unwirtschaftlich.

??
Die Idee basiert eigentlich nicht auf der Frage, wie man den großen Energieversorgern mehr Geld zuschanzen kann, sondern auf der Überlegung, wie man Energie da erzeugen kann, wo sie gebraucht wird.
Das es - nun, sagen wir „etwas schwierig“ - werden könnte, eine Aluminiumhütte zu versorgen, war mir schon klar…

Sie hätte das gleich Problem wie alle Solar-KWs: die sehr
bescheidene Energiedichte des Sonnenlichtes. Nachführbare

„Bescheidene Energiedichte des Sonnenlichtes“? Na, ick weeß nich…
Ich denke, daß nicht das Sonnenlicht eine so geringe Energiedichte hat, sondern daß bei den üblichen Methoden jeweils nur ein geringer Teil genutzt wird.

Konzentratoren für Licht (Hohlspiegel) sind so aufwendig, dass
es vollkommen uninteressant wird. Ausserdem gibt es dann
thermische Probleme (gekochte Algen)

Da die Algen ja eben nicht gekocht werden sollen, kann man auf Hohlspiegel und Nachführkrempel getrost verzichten - man braucht nicht einmal direktes Sonnenlicht und auch ein bedeckter Tag bringt Algen ja nicht um.
Also, nicht als Konkurrenz zu einem AKW, sondern eher in Richtung der bisher üblichen Solarzellen-auf-dem-Dach-Konstruktionen. Die Algen bräuchten noch nicht einmal Süd-Ausrichtung.

Gruß
Sibylle

Hai, Jesse,

Die Sache mit den Glasröhren dürfte aber mächtig teuer werden,
warum ned gleich Betonbecken in die Wüste zimmern (so züchtet
man bereits Algen für Nahrungsergänzung und Kosmetik).

OK - ich geb zu, daß ich die Glasröhren und sonstigen Baumaterialien erstmal als „ham-wa-schon“ gedacht habe…

Wie? Könnte auch etwas umständlich werden. Und explosiv. Im
Zweifelsfall würde ich da lieber drauf verzichten und das Zeug
mit Luft verbrennen.

Jetzt kommt der mit so Sachen wie „explosiv“ - tzt - No risk, no fun! *g*

Und wenn ich die Algen in geschlossenen Glasröhren züchte,
muss ich noch Nährstoffe einbringen, das medium unwälzen, ggf.
kühlen (also die Lebenstemperatur der MO sicherstellen) und
vor allem mit CO2 begasen, das würde vermutlich mehr Energie
kosten, als ich bei der Verbrennung der Algen rauskriege. Auch

Nährstoffe und CO2 hab ich ja aus dem Verbrennungsprozess. Das Umwälzen funktioniert, bei geschickter Anlage der Röhren, unterstützt vom eingeblasenen CO2 „von alleine“…

die Aufarbeitung (Transport, Entwässern, Pressen, Trocknen)
und Verbrennung dürfte eingiges an Energieaufwand erfordern.

Ähh - wieso Transport? Alles in einer Anlage. Das mit dem Pressen (gibt das einen höheren Brennwert als staubfein in die Brennkammer gerieselt?) hab ich überhaupt nicht „geplant“.

Erstens dürften Algen sehr, sehr schlechte Energieträger sein,
die Ausbeute ist also wohl eher bescheiden. Die Brennbarkeit -
naja, aber okay, unter reinem Sauerstoff brennt alles. Aber
der Aufwand für solch eine Verbrennungsanlage (auch
sicherheitstechnisch)?

Noch so’n Sicherheitsfanatiker… :wink:

Zweitens steckt man auf jeden Fall für die Pflege und
Aufarbeitung der Algen Energie aus fosilen Brennstoffen rein

Nee, nee - steht das Ding erstmal, braucht’s keine weitere Energie-Zufuhr.

(wie auch in die Herstellung von Solaranlagen oder die

OK - die Herstellung hab ich mal weggelassen. Das haut ja die Energie-Bilanz völlig ins Negative - andererseits ist das mit allen Energiegewinnungsideen erstmal so. Man sehe sich nur mal an, was schon an Energie in die Idee der Fusionskraftwerke geflossen ist - und da ist noch kein Milliwatt rausgekommen.

Biomassegewinnung (Pflügen, Ernten, Öl pressen). Letztlich
geht die CO2-Rechnung auch bei ökologischen Verfahren nie auf,
es gibt keinen geschlossenen Kreislauf.

Das könnte schon sein, Solarzellen sind ja nun wirklich nicht
so die Hammer-Energieerzeuger und man muss auch mal den
Herstellungs- und Entsorgungsaufwand gegenrechnen.

Ist ja nicht wirklich was zu entsorgen - kann alles wiederverwendet werden…

Dank Dir für Diene Gedanken
Gruß
Sibylle

http://www.uni-saarland.de/fak7/hartmann/cfn/farb.htm)

feiner Link - leider steht da nichts zur Energie-Ausbeute,
aber ist wahrscheinlich besser, als meine um-die-Ecke-Idee…

Hi, der eine link war nur zur Erklärung gedacht, mit Googel findet man die entsprechenden wissenschaftlichen Ausarbeitungen, die jedoch verständlicherweise nicht für einen schnellen Überblick geeignet sind.

Gerhard

Hai, Gerhard,

Hi, der eine link war nur zur Erklärung gedacht, mit Googel
findet man die entsprechenden wissenschaftlichen
Ausarbeitungen, die jedoch verständlicherweise nicht für einen
schnellen Überblick geeignet sind.

Dacht ich mir schon - steht auch schon auf meiner „Such-mal-raus-Liste“

Danke
Gruß
Sibylle

Hai, Grauer,

solche Projekte gabs schon mal, z.B. wurde das in der KFA
Jülich in den 80ern im Institut für Biotechnologie bearbeitet.
Genaueres weiß ich allerdings nicht, ich habs damals nur
gelesen.

na, dann such ich doch mal…

Gruß
Sibylle

Hiho Sybille

die Aufarbeitung (Transport, Entwässern, Pressen, Trocknen)
und Verbrennung dürfte eingiges an Energieaufwand erfordern.

Ähh - wieso Transport? Alles in einer Anlage. Das mit dem
Pressen (gibt das einen höheren Brennwert als staubfein in die
Brennkammer gerieselt?) hab ich überhaupt nicht „geplant“.

Betrachte es auch mal vom verfahrenstechnischen Gesichtspunkt aus: Deine Chlorellas oder was auch immer schwimmen so nett im Wasser vor sich hin. Wenn du das Algenwasser in die Brennkammer rieselst, wirds wohl kaum schön brennen - Wasser brennt nun mal nicht so gut. Also was macht der Verfahrenstechniker? 1. Filtern um die Suspension einzudicken (sehr energieaufwendig), 2. Pressen, um das restliche Wasser möglichst vollständig rauszukriegen (auch energieaufwendig), 3. das Pellet Trocknen, damit du eine halbwegs ordentliche Verbrennung hinbekommst (denn verbrenne mal nasse Biomasse, da entsteht aber ganz böser, dicker, schwarzer Qualm mit allen möglichen häßlichen Sachen drin).

Dann müsste man sich mal um die Verbrennung kümmern. Für eine Verbrennung unter reinem O2 wird die Sauerstoffproduktion wohl schwerlich reichen. Kannst vielleicht den 02-Gehalt der Luft etwas erhöhen, trotzdem wird das so und so keine saubere Verbrennung. Das Algenzeug wird dir ein paar herrliche Rauchgase liefern, die müsstest du dann erstmal aufwendig reinigen, bevor du deine Algen mit dem darin enthaltenen CO2 füttern kannst. Wenn du das Rauchgas direkt einleitest, stellst du aus deiem Algenwasser eine giftige Säure her, in der garantiert nix mehr wächst. Hier müsste man für den Aufwand für eine halbwegs ordentliche Verbrennung und Rauchgasentgiftung auch mal eine Energiebilanz machen.

Und drittens würd ich als Biologe noch anmerken, dass Algen schon relativ komplexe Lebewesen sind, die eine gewisse Stabilität der Umweltbedingunen benötigen, die du auch mit einem gewissen Aufwand aufrecht erhalten musst (pH-Wert, CO2/ O2, Phosphat, vor allem die Temperatur), sonst gehen die Algies hops. D.h., wenn du so ein Ding in die Wüste baust, wo viel Sonne scheint, müsstest du deine Algenzucht möglicherweise kühlen, in unseren Breiten 2/3 des Jahres beheizen. Das wär erstmal ein Energieaufwand…

Man darf sich das mal nicht so einfach vorstellen, was in der Theorie gut funktioniert, scheitert praktisch oft an der technischen Umsetzung.

Trotzdem würde ich deinen Denkansatz gern noch ein bisschen weiterspinnen. Eine technische Verbrennung ist doch auch weit weniger effizient als eine Biologische. Also verfüttere doch deine gezüchteten Algen an eine Schweinezucht, gewinne aus deren Exkrementen Biogas, damit kannst du ein Biokraftwerk zur Stromgewinnung aus Methan betreiben. Das Schweinefleisch kannst du verkaufen, von dem geld bezahlst du Arbeitskräfte, die lässt du alle Fahrrad strampeln und einen Generator betreiben und mit der gewonnenen Energie versorgst du deine Algenzucht. Na, wie wär das? *gg*

OK - die Herstellung hab ich mal weggelassen. Das haut ja die Energie-
Bilanz völlig ins Negative - andererseits ist das mit allen
Energiegewinnungsideen erstmal so. Man sehe sich nur mal an, was
schon an Energie in die Idee der Fusionskraftwerke geflossen ist -
und da ist noch kein Milliwatt rausgekommen.

Aber wenn da mal was rauskommt, sind wir alle Probleme los. Die Idee ist halt so phanastisch, dass es sich lohnt, da viel Geld reinzustecken. Schätze, mit Kernfussion kriegst du aus einer Patrone Wasserstoff mehr Energie, als aus allen Algen dieser Welt. Die Ausbeute wäre eminent, die Technologie völlig sauber und der Brennstoff reicht bis ans Ende der Welt. :stuck_out_tongue:

Viel Spaß noch beim tüfteln und erfinden!

LG, Jesse

1 Like

Solarkonstante
Hallo.

„Bescheidene Energiedichte des Sonnenlichtes“? Na, ick weeß
nich…
Ich denke, daß nicht das Sonnenlicht eine so geringe
Energiedichte hat[…]

Die Leistungsdichte der Sonnenstrahlung sind lächerliche 1kW/m². Damit kann man keinen Blumentopf gewinnen… höchstens einen rein stellen.

Gruß
Oliver

2 Like

Hallo Sibylle,

solche Projekte gabs schon mal, z.B. wurde das in der KFA
Jülich in den 80ern im Institut für Biotechnologie bearbeitet.
Genaueres weiß ich allerdings nicht, ich habs damals nur
gelesen.

na, dann such ich doch mal…

Ist das jetzt Frech-, Faul- oder Unverschämt-heit ?!?!

MfG Peter(TOO)

Hallo Jesse,

Energiegewinnungsideen erstmal so. Man sehe sich nur mal an, was
schon an Energie in die Idee der Fusionskraftwerke geflossen ist -
und da ist noch kein Milliwatt rausgekommen.

Die Ausbeute wäre eminent, die Technologie völlig
sauber und der Brennstoff reicht bis ans Ende der Welt. :stuck_out_tongue:

Sauber ??
Du vergisst den Neutronenfluss. Dadurch wird Stahl spröde, unbrauchbar und muss ersetzt werden. Und so nebenbei strahlt er dann auch so vor sich hin und muss erst mal zwischengelagert werden.

Die kernfusion erzeugt weniger radioaktiven Abfall und dieser hat kürzere Halbwertszeiten als bei der Kernspaltung, aber sauber ist das noch nicht.

MfG Peter(TOO)

Hai, Peter,

na, dann such ich doch mal…

Ist das jetzt Frech-, Faul- oder Unverschämt-heit ?!?!

Wasis? Hast Du das „ich“ überlesen? Irgendwas in dne falschen Hals bekommen? Gandalf hat mir Stichworte geliefert, mit denen ich jetzt was suchen kann - frech, faul oder unverschämt wäre gewesen, den Grauen jetzt auf die Suche zu schicken…

verwirrten Gruß
Sibylle