Berechnung von Energiepotential durch "Gravitationsspeicher"?

[BoMbY]

Sagen wir ich hätte ein Bleigewicht von z.B. einer Tonne auf eine Höhe von 100 Metern gebracht, und das ist mit einem Seil und optimalem Getriebe mit einem Stromgenerator verbunden, wie viel Energie (Strom) könnte man daraus gewinnen?

Ich stelle mir das so vor, dass man die Übersetzung in dem Getriebe so wählen würde, dass das Gewicht möglichst langsam absinkt (quasi sehr großes Zahnrad), während der Generator mit maximaler Geschwindigkeit läuft (quasi sehr kleines Zahnrad).

Ich hab leider gerade keinen Plan wo ich da anfangen sollte zu rechnen (hätte wohl in Physik besser aufpassen sollen).

Edit: Ahh, nennt sich wohl auch Hubspeicherkraftwerk - das steht ja schon mal einiges, hat sich prinzipiell also erstmal erledigt.

 

[Wu134]

Sagen wir ich hätte ein Bleigewicht von z.B. einer Tonne auf eine Höhe von 100 Metern gebracht, und das ist mit einem Seil und optimalem Getriebe mit einem Stromgenerator verbunden, wie viel Energie (Strom) könnte man daraus gewinnen?

Auf jeden Fall weniger als du hineingesteckt hast, um es hoch zu bekommen.

Gruß

 

[Nero24]

Energie in Höhe oder "potenzielle Energie" zu speichern, ist relativ simpel und auch einfach auszurechnen. Wenn Du ein Gewicht von 10 N (~1 kg) einen Meter hoch hebst, hast eine Lage-Energie von 10 Nm gespeichert. 1 Nm = 1 Ws oder - um bei der in der E-Technik am häufigsten verwendeten Einheit zu bleiben - 0,00000028 kWh.

Man sieht schon, das ist nicht gerade viel. Selbst wenn Du Dein Auto (1500 kg oder ~ 15000 N) einen 100 m hohen Berg hinaufschleppst, um die Energie bei Bedarf wieder abzurufen, sind das gerade mal 15000 N x 100 m = 1500000 Nm oder 0,42 kWh; also immer noch fast nichts Selbst wenn Du's einen 200 m hohen Berg hinaufschleppst, hast nur das doppelte von fast nichts gespeichert.

Um massiv Energie in Lage speichern zu können, muss man an die Masse ran. Die Masse erhöht sich ja mit dem Volumen um die 3. Potenz. Daher kann man am effektivsten Energie speichern, indem man möchst große Brocken und damit Massen hebt. Das macht sich z.B. ein Pumpspeicherkraftwerk zunutze. Die extremste Form dessen wäre wohl (der derzeit nur theoretische Ansatz) des Lageenergiespeichers.

 

[BoMbY]

Ja, im Endeffekt wird das wohl durch die benötigte Masse unwirtschaftlich - außer jemand kommt günstig an einen Teelöffel Neutronensternmasse.

 

[OBrian]

naja, Verlust hat man immer, das geht ja gar nicht anders. Aber die Wirtschaftlichkeit hängt ja davon ab, daß man billigen Strom nutzen kann zum Speichern und den hinterher wieder gewonnenen Teil davon teurer verkaufen kann. Bzw. überhaupt welchen verkaufen kann, den man sonst hätte "wegschmeißen" müssen. Und das ist mit Wasser, was man leicht umpumpen kann, einfach am günstigsten.

Aber das mit dem hochgezogenen Gewicht als Energiespeicher wird ja auch eingesetzt, z.B. in (mechanischen) Standuhren.

 

[JKuehl]

Konzepte für große Hebeenergiespeicher im Gigawattstundenbereich gibt es ja genug z.B.
http://www.heindl-energy.com/der-lageenergiespeicher/idee-funktion.html

 

[BoMbY]

Naja, ich dachte eher daran, warum man sowas nicht in z.B. Windradmasten integriert? Man hat einiges an Höhe, man hat einen holen Mast, man hat einen Generator ...

 

[Riddler82]

Weil die Massen zu groß sind um eine nennenswerte Kapazität zu Puffern, darum. Hat Roland ja schon recht ansehnlich erläutert.
Außerdem muss der Masten dann sehr viel massiver gebaut sein, um die Masse auch zu tragen. dann brauchst du in jedem Masten am besten noch einen eigenen Generator bzw. musst das Windrad so konzipieren, dass man es abkoppeln kann und den Generator separat nutzen kann.
Und selbst in 1000 Windradmasten wäre gemessen am Energieverbrauch das auch nur ein Tropfen auf dem heißen Stein.

 

[BoMbY]

Weil die Massen zu groß sind um eine nennenswerte Kapazität zu Puffern, darum. Hat Roland ja schon recht ansehnlich erläutert.
Außerdem muss der Masten dann sehr viel massiver gebaut sein, um die Masse auch zu tragen. dann brauchst du in jedem Masten am besten noch einen eigenen Generator bzw. musst das Windrad so konzipieren, dass man es abkoppeln kann und den Generator separat nutzen kann.
Und selbst in 1000 Windradmasten wäre gemessen am Energieverbrauch das auch nur ein Tropfen auf dem heißen Stein.

Ja und wenn Du alles gelesen hättest, wäre Dir klar gewesen das mir das mittlerweile ebenfalls längst bewusst war ...

 

[Devastators]

habe ich aus Deinem Post #7 auch nicht entnehmen können

 

[Woerns]

Bei am Meeresgrund verankerten Windrädern bietet es sich an, das Prinzip umzukehren: Anstatt Wasser hundert Meter in die Höhe zu pumpen, pumpt man Luft hundert Meter runter (womit Wasser aus hundert Meter Meerestiefe verdrängt und quasi auch nach oben gepumpt wird).
Die Idee ist patentiert und wird in einer etwas abgewandelten Form verwirklicht: Man pumpt gar keine Luft, sondern reguliert nur den Wasserdruck, der pro 9.81 Metern Tiefe um einen Bar zunimmt. Dazu versenkt man eine Hohlkugel aus Beton auf den Meeresboden, deren Innendruck man reduziert (Energiezufuhr) oder bis auf den am Meeresboden herrschenden Druck wieder ansteigen lässt (Energieentnahme).
Die Speicherkapazität steigt natürlich mit der Meerestiefe und ist dort am besten, wo man garantiert keine Windräder verankern kann. (Marianengraben )
Aber es gibt durchaus Orte, an denen sich das lohnt. Wahrscheinlich werden wir im nächsten Jahrzehnt mehr davon hören.
Ein Vorteil solcherart Pumpspeicherwerke ist auch, dass man keinen Platz an Land verschwendet, wo man auch langjährige bürokratische Verfahren überbrücken muss.
MfG

 

[Riddler82]

Ja und wenn Du alles gelesen hättest, wäre Dir klar gewesen das mir das mittlerweile ebenfalls längst bewusst war ...

habe ich aus Deinem Post #7 auch nicht entnehmen können

Tjo, ich hatte das Posting auch so aufgefasst, als ob du die Idee noch nicht begraben hättest, und ich habe alles gelesen.