Super Idee, nur … ???
Hallo,
Angenommen, ich baue bei oder an meinem Haus einen Turm, in
dem ich, mittels überschüssiger Sonnenenergie, welcher Art
auch immer, ein entsprechendes Gewicht nach oben ziehe.
Kann man machen 
Praktisch gibt es ein Äqivalent, das großtechnisch sogar angewendet wird.
Dazu später etwas mehr.
Dann müsste dieses Gewicht beim Herunterfahren doch annähernd
wieder soviel Energie abgeben, erzeugen können, wie es zum
Hochfahren gebraucht hat, oder?
Ja, so ist es.
Dass da große Verluste wären, ist mir schon klar.
So groß müssen die Verluste gar nicht sei.
Zum Hochziehen kann man eine E-Motor verwenden. Da sind Wirkungsgrade von
ca 90% möglich. Dazu die Reibungsverluste in der sonstigen Mechanik.
Auch da wären nur paar % anzusetzen. Dann noch der Wirkungsgrad beim zurück verwandeln im E-Generator. Auch angenommen gut 90%.
Verglichen mit anderen Methoden der Energiespeicherung sogar recht effizient.
Aber wäre das irgendwie realistisch, eventuell sogar lohnend?
Realistisch ist es, aber lohnend - Nein, absolut nicht! Im Gegenteil - ist völlig irrational!
Dazu eine kleine Abschätzung.
Nehmen wir eine Masse von 100t = 100.000kg und 10m Höhe.
Dann ist die potentielle Energie (das lernen Schüler in der 7…8 Klasse):
P_pot = m * g * h = 100.000kg * 10m/(s²) * 10m = 10.000.000 kg*m²/s² = 10 MJ
10MJ hört sich ganz schön gewaltig an, oder?
also weiter: 10MJ = 10MWs = 10.000kWs = 2,7 kWh
2,7kWh hört sich nicht mehr so gewaltig an, nicht wahr?
Diese Menge an Elektroenergie kostet ca. 0,65€ !!!
In Form von Gas oder Öl würde man aber nur knapp 0,20€ dafür bezahlen.
Da bei runter lassen der Masse und Umwandlung im Generator noch etwas Energie verloren geht, werden es wohl nur gut 15 Cent sein.
Um also Energie im Wert von 15 Cent zu gewinnen, willst du einen Turm bauen, in dem du eine Masse von 100t hochziehen mußt. Dazu die entsprechend schwere Mechanik, Motor, Generator und Steuerungstechnik usw.
Kosten veranschlage ich mal mit 300.000€.
Dann könnte sich das Projekt mit täglich 0,15€ Einsparung theoretisch schon nach ca. 6000 Jahren amortisieren (unter der Voraussetzung, das keine laufenden Kosten mehr anfallen).
Um diese Menge in einem Akku mit 24V Spannung zu speichern, braucht man eine Kapazität (korrekt eigentlich Ladung) von ca. 120Ah.
Das passt in einen einzigen großen Bleiakku, wie er in LKW üblich ist.
Kosten hierbei für Ladetechnik und Akku ca. 500€ !!!
So richtig lohnt das also nicht. Um es aber lohnend zu machen, müßte man die Masse sehr viel größer machen und auch bei der Höhe einiges zugeben.
Praktisch macht man das dann mit Wasser und es nennt sich Pumpspeicherwerk.
Um kleintechnisch auf einen grünen Zweig zu kommen, kann man die 100t Masse in den Umfang eines Speichenrades (Schwungrad) einbringen und dieses auf hohe Drehzahl bringen. Dazu braucht man schon mal keinen aufwendigen Turm, sondern nur zwei
stabiles .Auflager.
Bei einem Durchmesser von 5m und einer Drehgeschw. von 100 U/s hätte die Masse eine Umfanggeschw. von ca. 1600m/s.
Die gespeicherte kinetische Energie wäre:
P_kin = 0,5 * 100.000kg * (1600m/s)² = ca. 1,3 (E11) J = ca. 36MWh.
Das ist schon eine andere Größenordnung.
Damit könnte man schon mal Elektroenergie im Wert von ca. 9000€ speichern.
Aber wehe, wenn da mal ein Lager fest geht oder eine Unwucht (evtl. auch durch äußere Einwirkung (Hochwasser, Erdrusch oder Erdbeben usw.) das Schwundrad von den Lagern weg fetzt, dann findet sich das teil in 5km Entfernung wieder und alles auf dem Weg (Häuser, Bäume, Fahrzeuge usw.) wird niedergewalzt und zermalmt.
Allerdings brächte man für den privaten Gebrauch nicht solch großes Rad.
2m Durchmesser und verträgliche 50U/s machen auch schon 314m/s Umfanggeschw,.
Bei 1000kg Masse hätte man eine kin. Energie von ca. 3*(Exp8) J = 83kWh.
Selbst wenn man davon nur 50% effektiv nutzen kann, weil bei niedriger Drehzahl ein Generator nur noch schlecht zu betrieben ist, reicht das für einen normalen Haushalt paar Tage.
So ein Teil könnte man sich schon in den Keller stellen.
Ganz harmlos wäre das Ding bei einer Havarie aber auch nicht.
Gruß Uwi
