Langzeitwärmespeicher

Hast Du den thread schon gelesen?

Technisch machbar ist fast alles. Meist setzt jedoch der Geldbeutel Grenzen, und über Wirtschaftlichkeit sollte man sich auch nicht all zuviele Gedanken machen.

Gruß
Ralf

 

grobe Speicherkalkulation zur Verdeutlichung

Ein Kubikmeter Wasser speichert bei einer Temperaturdifferenz von 1°C etwa
1,14 Kwh Energie.

D.h. ein Großspeicher mit beispielsweise 10 Kubikmeter Inhalt für Heizwasser könnte bei einer Temperaturdifferenz von angenommenen 60 °C
etwa 684 Kwh Heizenergie speichern (Speicherverluste nicht berücksichtigt)

Wenn ich nun ein durchschnittliches Einfamilienhaus (kein Passivhaus, (angenommer Jahresheizenergiebedarf 17.000 KwH) nach Enev Standard mit Niedrigtemperaturheizsystem (Fußbodenheizung) autark
über einen Heizwasser-Langzeitspeicher versorgen möchte, benötigt man
wohl einen Speicher in der Größe von etwa 50 - 100 m³, je nach dem wie
hoch der Ertrag aus Wiederaufladung, z.B. über Solar ist.

Die Kosten für einen Großspeicher liegen nach meinen Anfragen bei etwa
1 Euro pro Liter Inhalt des Speichers, ohne Isolierung und Einbau.
Insofern reden wir hier bei 100 cbm Speicher über 100 TEUR Kosten und da wird das ganze preislich recht uninteressant...

Wenn sich hier preislich was tun sollte, die Fläche unter dem Rasen in meinem Garten ist für so einen Speicher reserviert ...

 

Nun, Dämmung bei Saisonwärmespeicher fängt zwischen 50-100cm Dicke an, darunter nur bei Grossspeichern.
Bei Grosspeichern geht auch das direkte einlagern im Boden (ohne Grundwasserströme).
Als beheizungsobjekt lohnt sich nichts das schlechter gedämmt ist als ein Passivhaus - aber das ganze im Detail zu erklären wird länglich mit sehr viel Rechnerei.
Optimal natürlich, wenn der Speicher innerhalb der gedämmten Hülle untergebracht werden kann, da dann die Verlustwärme die meiste Zeit genutzt werden kann.
Richtig dimensioniert hat der Speicher im März die gewünschte Minimaltemperatur (-> Warmwasser? Heizung?), und heizt sich dann bis etwa Ende Oktober auf die Maximaltemperatur hoch, ab Mitte / Ende November wird dann Wärme abgezogen...

 

diese großen Speicher haben aber auch enorme Verluste. Im Sommer wird damit eben auch dass Haus beheizt.
In der Übergangszeit konkuriert die Abwärme mit den solaren Gewinnen - diese muß man dann bei energetischen Berechnungen geringer ansetzen.

Dann sollte man sich auch mal fragen wieviel Energie und Geld man erst einmal investieren muß für das erstellen der Anlage.
Vergleicht man diese Investitionen dann mal mit Alternativen zum Energiesparen bspw. mehr Dämmung und ein deutlich verbrauchsärmeres Auto etc.
Was kommt dann raus?

 

Ich verfolge sehr interessiert die chemische Umwandlung von Sonne in Energie. Die Frage ist natürlich wann so etwas marktreif wird.

http://www.pro-physik.de/details/news/1110963/Effizienten_Photokatalysatoren_auf_der_Spur.html

 

Die Evolution hat die Photosynthese erfunden, marktreif seit etlichen Jahren.
Biomasse wird durch Cracken zu syntetic fuel und schon können wir weiterhin den Ölbrenner betreiben. In 30 jahren wird dann der Ölbrenner von der KfW bezuschußt ... nur so ein Gedanke

 

gar nicht so abwegig. Die TU München hat erst kürzlich ein neues Verfahren vorgestellt. Aber wir schweifen ab

 

Jepp. Siehe die Erfolge mit den Algen.

Gruß
Ralf

 

Jo. Allerdings ist die Photosynthese inkl Pflanze drumrum meist auf max 4% Wirkungsgrad beschränkt - Da liefert schon Photovoltaik deutlich mehr.
Gabs mal eine Vergleichsanalyse Photosynthese -> Brennstoff versus Photovoltaik -> Elektroliese -> Synthesegas -> Brennstoff.
Allerdings wachsen Pflanzen mit weniger Kapitaleinsatz als Solazellen
Der dual Use der Dachflächen ist dagegen mit Photovoltaik einfacher als mit Algen oder Pappeln oder Chinaschilf (?).

 

Vielleicht könnte ich Algen auf´s Dach legen und gleichzeitig als Wärmedämmung missbrauchen.

Gruß
Ralf

 

Das schöne an einigen der Lösungen ist die Prozesse existieren seit Millionen von Jahren. Dh. Langzeitstudie ist gelaufen, Ergebnis -> Umweltverträglich.

Effizienz, die Sonne die ich bei meinem weg in die Arbeit verbrannt hab ist wohl vor einigen hundert tausend Jahren auf die Erde gekommen. Wie hoch ist die Selbstentladung der Akkus?

Strom ist an sich als Energie zwar top, aber die Speicherbarkeit wird nicht gelöst werden, wenigstens nicht in den nächsten 100 Jahren.


Verbrennung/Oxidation ist die einzige vernünftige Energiebereitstellung für mobile Nutzung und längere Lagerung. Latenzwärme, Akkus, usw. alles nett aber wenn ich für einen kalten Winter im Sommer einlagern will ist das für die Breite Masse nicht realisierbar.

Bei dem Haus in Burgweinting werd ich am So mal spazieren gehen, die Erfahrung würde mich interessieren.

Gruß

 

Naja, bei den Batterien wird vielleicht durchaus schneller gehen.
Bei Redox-Flow Batterien beispielsweise ist Selbstentladung kein Thema, da die beiden "Elektroden" in Tanks getrennt voneinander gelagert werden.
Theoretisch kann damit auch ein Auto betankt werden. (Verbrauchte "Elektroden" absaugen, und mit Doppelrüssel nachfüllen, dauer ähnlich lange wie heute mit Benzin)
Ich denke, da wird sich über Erfahrungen sammeln und Skaleneffekte noch viel tun.
Wärmespeicherung ist spannender - im Sinne einer harten Nuss.

 

War da nicht die Kenngröße von 60-80 Liter Elektrolytflüssigkeit pro Wattstunde. Das gibt dann ziemlich große Tanks ....

 

Nun, aktuell bei 30Wh je kg, d.h. bei Dichte 1 30l je kwh, was den Mobilen Einsatz noch begrenzt.
beim Frauenhofer-Institut in Pfinztal gab es letztes Jahr eine Meldung, man habe das bis in den Bereich von Li-Ionen-Akkus steigern können. Also z.B. 120Wh/kg. Mit der Energiedichte wirds für Langzeitspeicher schon interresant, da ja für mehr Speichervolumen nur mehr Tank analog zum Heizöltank gebraucht werden. (Jedoch, um einen Saisonspeicher für den Jahresbedarf eines Haushalts bei reiner Solarstromversorgung zu erhalten, immernoch um 10.000l (1200kWh) je Haushalt. Aber schon deutlich weniger, und eben ohne Aufwändige Dämmung wie beim thermischen Speicher.
Ansonsten eben eine Preisfrage und der Preis wieder abgesehen vom Rohstoffpreis eine Produktionsmengenfrage.

 

Also bei einer Verbrennung (Oxidation) von Irgendwas (Kohlenstoff Benzin Wasserstoff) wird das Abfallprodukt durch den Auspuff entsorgt (CO2, H2O)).
Sauerstoff für die Verbrennung kann der Umgebung entsogen werden, dh. von 3 Teilen der Verbrennung muss ich nur 1 Teil speichern/mitführen.

Wenn ich Wh von Batterien egal ob Volumen oder Gewicht mit Oxidationsprozessen Vergleiche darf ich den Sauerstoff und die Abgase nicht ausblenden.
Ich würde erwarten Batterien werden genau so effizient wie Verbrennung, aber Batterien haben halt immer alles dabei.
Skaleneffekte werden zwar die Prozesse optimieren dh. die Verarbeitung billiger machen,
bei der Abzusehenden Entwicklung des Energieverbrauchs wird aber wohl die Ausgangsmaterialien für Speicher teuerer.

Energiedichte Diesel war 11,8 kWh/kg

Einfachste Technik die Speicher kleiner zu bekommen ist den Verbrauch zu senken.
Bei Wohnraum ist eine Möglichkeit anstelle von 200m² EFH auf 50m² Wohnung im MFH Umstellen. Oder von 22°C auf 16°C.

 

Nun Gonso, so viel Material wirds auch nicht, und viele Materialien sind gar nicht so selten.
Der Vorteil von Batterien ist ja, das die AMterialien nicht nach einmaligem Verbrauch durch den Auspuff entsorgt werden, sondern vielfach zur Verfügung stehen, einerseits durch wiederaufladen, andererseits durch Recycling.
Man muss also den Materialbedarf von Jahrhunderten bei fossiler Energieversorgung mit dem AMterialbedarf von Monaten (solare Pufferung in Nördlichen / Südlichen Breiten) bzw Wochen (solarePuffeung Aequator, Windpufferung) gegenüberstellen.
Dann sieht es schon nicht mehr so schlecht aus.

 

Überschlagen hat der LiIo Akku für den Tagesbedarf an Endenergie in Deutschland 58 Millionen Tonnen.


Ich geb dir natürlich recht es gibt genügend von dem Materialien nur
wird es einige Tage dauern bis wir die Produziert haben und das kostet Geld, Energie ...

Gruß
gonso

Quellen:
http://www.bmwi.de/Dateien/Energiep...erty=pdf,bereich=bmwi,sprache=de,rwb=true.pdf

Jahresendenergiebedarf Deutschland 9000 PJ was 2,5 * 10^12 kWh wären.
Interessante Einheit Petajoule: 1 PJ = 1000000000000000 J = 10^15 J
1 kWh =3600000 J


Stimmen die Zahlen dann verbraucht D pro Tag 7000 Miliarden kWh.
120Wh/kg für LiIo, etwas mikrig aber ok.
(Ladung von 100% auf 0% Kapazität - was schwer zu realisieren ist)

 

Das stimmt im Groben (ich lese 13500PJ), allerdings ist der Energiebedarf auf der chemischen Seite, auf der elektrischen / mechanischen Seite ist es dann etwa 1/3.
Es sind dann 10,3 Mrd Kwh Primärenergiebedarf je Tag, oder 3,5 Mrd kWh elektrisch.
Das wären 28 Mio T, oder gut 300kg je Tag Pufferung je Person.
Ab 3 Tage 100% Pufferkapazität kann man an 100% Windenergie denken, das wären 1t je Person an Batterie - oder weniger als das Gewicht des Autofuhrparks, der ja auch finanzierbar ist (Wobei in MAssenproduktion hergestellte Batterien sicherlich billiger weren je t als Autos).
Wie teuer das wird hängt mit an der Haltbarkeit.
Sachvermögen kann man ja auch schreiben als Produktionskapazität * Haltbarkeit.
Halten die Teile 20 Jahre, müsste man je Jahr 4 mio t produzieren - etwa 8% der deutschen Stahlproduktion in t, als Vergleich.
Also ein wirklich respektables Volumen, aber nichts unmögliches.

 

120Wh passen übrigens ganz gut, bei 240-300Wh/kg als Spitzenwerte wären 120Wh/kg ein im betrieb sinnvoll einsetzbarer Wert.

 

Dito wenn mit 120 nicht die Nominal sondern der Betriebswert ist passt das.