Druckluft als Energ...
 
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Druckluft als Energiespeicher! Interesse an Diskussion?

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(@andreaseisele)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Wochen
Beiträge: 16
Themenstarter  

Liebe Leute, ich bin ganz neu hier, also entschuldigt bitte, wenn das Thema hier gar nicht passt, aber ich denke, einen Versuch ist es wohl wert.

Ich beschäftige mich seit langer Zeit mit Alternativen zur chemischen Energiespeicherung, und habe mich über eine Reihe von Verfahren kundig gemacht. Insbesondere finde ich komprimierte Luft als Speichermedium spannend und ich denke, dass es hier viel Potential für Lösungen gibt, die sowohl ökonomisch als auch ökologisch deutlich günstiger wären als Batterien und die deshalb vielleicht sogar geeignet für saisonale Speicherung wären. Ich suche Leute, die etwas Ahnung von Physik haben, und die Interesse hätten, Gedanken zu diesem Thema auszutauschen.  Wer sich noch gar nicht damit befasst hat, kann ja mal zum Einstieg bei YT nach Georg Tränkl und Druckluftspeicher suchen; da gibt es eine Reihe von sehr interessanten Beschreibungen seiner Erfindung, die leider viel zu wenig bekannt ist.  Druckluft wird an ein paar Orten auch schon kommerziell zur Energiespeicherung genutzt, und Deutschland war hier mit dem Kraftwerk Huntorf ein Vorreiter. Leider ist die dortige Lösung für die thermodynamischen Probleme (bei der Rückgewinnung wird zusätzlich Gas verbrannt) nicht die richtige, aber es ginge auch anders.

Falls jemand Interesse hat, könnten wir ja mal ein virtuelles Meeting zum Kennenlernen organisieren

Falls es zu diesem Thema woanders schon ein Forum o.ä. gibt wäre ich natürlich sehr für Hinweise dankbar.

Vielen Dank und herzliche Grüße, Andreas


   
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(@andreaseisele)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Wochen
Beiträge: 16
Themenstarter  

PS.: Ich weiß, dass man skalierbar anders schreibt, aber die Version mit zwei l wurde vom Forum vorgeschlagen 😀 


   
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stromsparer99
(@stromsparer99)
Heroischer Stromgenerator
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 3847
 

Naja, Kompressoren sind leider nicht sehr effizient, daher geht bei Verdichten schonmal sehr vie Energie verloren.

Dazu kommt der enorme Platzbedarf für den Druckluftspeicher, der auch regelmässig geprüft werden muss. Dazu benötigst du einen Lufttrockner, da sich sonst Wasser sammelt.

Vom Wirkungsgrad wirst du also eher enttäuscht sein.

Dann doch lieber einen Wasserspeicher, musst also nur nach einem alten Wasserturm Aussschau halten. 😀 

Diese r Beitrag wurde geändert Vor 2 Wochen von stromsparer99

9,99KWp Yingli 270W Ost/West, SMA9000TL-20
2,7KWp Axitec AC-300M, Victron BlueSolar 150/60-Tr
4,235KWp an Hoymiles
48 x 280Ah Lifepo4 EVE Cell, REC BMS
2 Victron MP2
Panasonic Aquarea 9KW Split
Vectrix VX-1
Smart Forfour EQ


   
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(@texnik)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 12 Monaten
Beiträge: 150
 

Adiabatische Erwärmung. Durch die Kompressionsarbeit wird das Gas erhitzt. Der Speicher wird über die Zeit, selbst bei bester Isolierung, Wärme abführen. Verlust.

2* Trina Vertex S 425Wp, 25,6V 100Ah Akku, Lumentree 600 mit T2SG


   
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(@andreaseisele)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Wochen
Beiträge: 16
Themenstarter  

@stromsparer99 Klar, mit handelsüblichen Kompressoren wäre der Wirkungsgrad zu gering. Man benötigt eine nahezu isothermische Kompression, bei der die Wärme so schnell abgeführt wird, dass sie nicht stört, und ähnlich bei der Dekompression / Rückgewinnung. Theoretisch sollte das möglich sein, und ich kenne eine Reihe von Projekten/Firmen, die daran arbeiten, aber das scheinen bisher eher Nischen-Aktivitäten zu sein.  Und die Energiedichte ist natürlich auch geringer als bei chemischer Speicherung. Aber ich sehe keine prinzipiellen Hindernisse. Ich wohne in RLP und sehe in der Eifel/im Hunsrück immer ne Menge Windparks, bei denen sich ein paar Turbinen drehen (da Wind vorhanden), aber viele nicht, vermutlich mangels Bedarf oder Netzkapazität.  Wenn es bei solchen Windparks ein paar große Tanks für Druckluft gäbe, könnte man die Energie deutlich besser nutzen und je nach Bedarf/Netzkapazität einspeisen.


   
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(@andreaseisele)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Wochen
Beiträge: 16
Themenstarter  

@texnik Die Lösung dafür kann eine nahezu isotherme (De)Kompression sein, bei der sich in unmittelbarer Nähe des Gases Vorrichtungen oder Stoffe (Kühlwasser o.ä.) befinden, die zu einem schnellen Wärmetausch führen.


   
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(@ta-innok)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 3 Monaten
Beiträge: 34
 

war da nicht mal was dass es irgendwo im nördlichen Teil Deutschlands einen großen Versuch gegeben hat?
Ist schon einige Jahre her, kann mich nur noch so in etwa an einen Bericht erinnern den ich mal gelesen habe.

Da wurde ein aufgelassenes Bergwerk (keine Ahnung was da abgebaut wurde) umgebaut zu einem Druckspeicher um Energie wie von dir beschrieben zu speichern.
Das gesamte Stollensystem war also der Druckspeicher.

Was ich mich erinnern kann war das Bergwerk aber eine spezielle Situation, weil normalerweise funktioniert sowas nicht da solche Stollen einfach nicht dicht sind. Das umgebende Material ist einfach nicht so dicht (d.h. Druck entweicht einfach durch das Erdreich/Gestein).
Aber an dem Stollen war eben besonders dass es in einer Gegend mit speziellem Untergrund gebaut war, da gab es viel weniger Druckverlust.
Ich kann mich aber nicht mehr erinnern was das genau für ein Material/Gestein in der Gegend war.

Aber ich fand den Ansatz eben interessant einfach ein ges. Stollensystem eines Bergwerks zu nehmen.
Weil ich glaube als Kurzzeitspeicher ist Druckluft aufgrund der Wandlungsverluste nicht zu gebrauchen.
Langzeitspeicher (wo die einmaligen Wandlungsverluste an Stellenwert verlieren) hingegen bräuchten riesige Druckspeicher.
Aber so ein alten Stollensystem bietet eben sehr viel Volumen, nur eben scheint das Problem zu sein das dies nicht Dicht genug ist.

Bestand (seit ca. 2017): WVC-700 mit 2x340Wp
aktuelles Projekt: DIY Powerstation (5,3kWh, 3kW cont. 230V Wechselrichter, 3kW Ladegeräte, Victron 100/20 48V mppt)
Geplant:
- 15kWp Bifaziale Module (liegen schon hier)
- 1x Deye 12kW
- 1x Victron 250/70 mppt
- 2x 16s 314Ah = ca. 32kWh LFP Akku


   
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(@andreaseisele)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Wochen
Beiträge: 16
Themenstarter  

@ta-innok Ja, ich denke, das passt auf das Kraftwerk Huntorf. Dazu gibt es eine Beschreibung in der Wikipedia (ich bin hier neu und darf noch keinen direkten Link posten, aber es ist dort leicht zu finden). Leider ist es kein reines Speicherkraftwerk, sondern arbeitet als Hybrid-KW zusammen mit Gasturbinen, um Druckverlust und Vereisung der Turbinen bei der Expansion der Druckluft zu vermeiden. Passt also nicht so genau in eine CO2-neutrale Zukunft.  Ein ähnliches Kraftwerk gibts auch in den USA (McIntosh) und in China wurde in letzter Zeit auch so eine Anlage gebaut.  Witzigerweise hat man diese Technologie damals eingeführt, um damit klar zu kommen, dass sich KKWe nicht an schwankenden Bedarf anpassen können. Im Falle von Huntorf ist es kein aufgelassener Stollen, sondern ein Salzstock, der speziell zum Bau dieses Kraftwerks teilweise ausgewaschen wurde. Ich nehme deshalb an, dass es keine Probleme mit Leckagen gibt. Nordeutschland ist voller solcher Salzlager, d.h. wenn man ein besseres Rezept gegen thermodynamische Verluste hätte (und ich bin überzeugt, dass das ginge), könnte man viele solche Speicher bauen und das Abregeln von Windparks vermeiden.

Diese r Beitrag wurde geändert Vor 2 Wochen von AndreasEisele

   
ta.innok reacted
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 7580
 

Veröffentlicht von: @andreaseisele

.h. wenn man ein besseres Rezept gegen thermodynamische Verluste hätte

Wenn ich mich Recht erinnere, ist das Physik. Die man nicht umgehen kann.

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.


   
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 Arc
(@arc)
Mitglied Moderator
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 1743
 

@carolus dem kann ich nur zustimmen. Sobald Gase verdichtet werden entsteht Wärme. Diese befindet sich auf der unterstersten Energiestufe von der es in die andere Richtung keinen Weg gibt ohne nochmal Energie rein zu stecken. Das aknn man machen wenn man soviel Energie hat das man nicht weiß wohin damit und sie auch nicht abstellen kann.

Die Themodynamik sagt ganz klar: Lass die Finger davon!

PotzBlitz - Großmeister der elektrischen Dunkelheit
Meine Rechtschreibung wird durch Apple verantwortet

How to - Akku China Shopping
Wissen ist Macht - Battery University
Battery Know how vom Ex-Tesla Developer - Makermax


   
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(@roterfuchs)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 6 Monaten
Beiträge: 540
 

https://de.wikipedia.org/wiki/Kryogene_Energiespeicherung

 

So könnte es besser funktionieren. Luftverflüssigung.


   
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Carolus
(@carolus)
Famous Member Admin
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 7580
 

OK, ich kann mich an  eine Diskussion erinnern, Wald man die CNG Autos einführen wollte. Auch da war  eine Diskussion über Druckluftspeicher im Gange. 300 Liter bei 500 bar, im Pkw. Reichweiten noch deutlich unterhalb CNG. Und ehrlich gesagt, 500 bar will ich nicht im Auto haben. Die 300 von CNG im Kohlefasertank auch nicht.

Es kam ja auch erst hinterher raus, das alleine das komprimieren in den Tank 7 % der Energie benötigt, die im CNG selber steckt.... Also verloren ist. Da waren die Wirkungsgradvorteile von CNG schon dahin.

Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.


   
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(@andreaseisele)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Wochen
Beiträge: 16
Themenstarter  

@arc @carolus Natürlich kann man die Thermodynamik und Naturgesetze generell nicht umgehen, aber in diesem speziellen Fall gibt es Methoden, die Wärme/Kälte so zu managen, dass die Verluste beliebig klein werden. Als Gedankenexperiment kann man sich z.B. Kompression mittels einer Taucherglocke vorstellen, die in ein sehr tiefes Gewässer versenkt wird. Die Luft wird dabei etwas wärmer, aber die Wärme wird sofort an das umgebende Wasser abgegeben, so dass man nie gegen einen durch die Temperatur erhöhten Druck ankämpfen muss. Und auf dem Rückweg passiert das Gegenstück: die durch die Kompression erfolgte Abkühlung wird sofort durch Aufnahme von Umgebungswärme ausgeglichen. Je langsamer die Prozesse erfolgen, desto kleiner sind die Verluste. Ich behaupte nicht, dass die Verwendung von Taucherglocken praktikabel wäre (v.a. weil man zur Erreichung hoher Drücke ein extrem tiefes Gewässer bräuchte und weil es andere Verluste durch Strömungswiderstand usw. gibt), aber ich hoffe, die Idee wird dadurch etwas klarer.


   
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(@andreaseisele)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Wochen
Beiträge: 16
Themenstarter  

@roterfuchs Ja, das ist eine verwandte Idee. Allerdings gibt es Verluste bei der Lagerung, da ständig Wärme zufließt, die zum Verdampfen eines Teils der Ladung führt, womit eine saisonale Speicherung nur mit extrem guter Wärmeisolierung gehen würde. Druckluft braucht dagegen einen extrem beständigen Druckbehälter, der auch recht aufwendig ist, aber wenn man den mal hat, gibt's keine unerwünschte Entladung mehr.


   
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(@andreaseisele)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Wochen
Beiträge: 16
Themenstarter  

Veröffentlicht von: @carolus
500 bar will ich nicht im Auto haben. Die 300 von CNG im Kohlefasertank auch nicht.

Ja, da stimme ich zu 100% zu, für mobile Anwendungen passt das nicht, auch wegen des Gewichts der Tanks, die man immer wieder beschleunigt und abbremst.

Aber für stationäre Anwendungen liegen die Dinge m.E. anders.

 


   
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