Wasser Verbrennung Dieselmotor Generator Verbrennungsmotor Benzinmotor Sterling

Warum Photovoltalik?

Von: , Frage gestellt am So, 27. Feb 2005

Hallo liebe Experten!
In der letzten Zeit liest man oft über Solarkraftwerke in D.
Dort wird ja Strom direkt aus dem Sonnenlicht erzeugt, mittels den recht teueren Silizium-Einkristall-Platten.

Ich frage mich, warum man bei Grossanlagen nicht erstmal warmes Wasser oder Luft erzeugt, und das mit einem Stirlingmotor + Generator in Strom verwandelt. Da könnte man ja, rein theoretisch, auch noch einen Pufferspeicher einbauen.

So eine thermische Anlage würde sicher viel billiger herzustellen sein.

Wirkungsgrad bei Photovoltalik soll wohl angeblich bei 15% liegen.
Wenn ich die andere Variante überlege,(Wirkungsgrade kann man wohl mulitplizieren ?? )
hab ich:
Kollektor: ca. 0,6
Stirling: ca. 0,35
Generator: ca. 0,9

als Endergebnis 19%.

Was meint Ihr dazu?

Grüße, Steffen!

25 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach 40 Minuten 0 hilfreich

   Nachfrage

   Hi,
   
   Stirlingmotoren kenne ich ausschliesslich vom Physikstudium.
   Gibt es so etwas in der Praxis in nennenswerten Stückzahlen?
   
   Gruss,
   

   • Antwort von nach 3 Stunden 0 hilfreich

     Re: Nachfrage

     Hallo Helge!
     
     Ich kann nur vermuten, was Du gerade denkst....
     Also in Grosserie werden die Stirling´s meines Wissens nach nicht gebaut.
     Ich weiss nur von Anlagen mit sehr hohen Leistungen, ich vermute, dass da Abwärme von Industrieanlagen genutzt wird.
     Das sind dann aber auch Einzelstücke.
     
     Über Stirlings, die ganzen Bauarten, Geschichte usw. hab ich mich schon gründlich im Internet belesen.
     Die wurden schon in Schiffen, Bussen usw. eingesetzt, haben sich aber nicht durchgesetzt. Offenbar ist die Regelung das Problem. Ich denke mal, dass man einen ordentlichen Wirkungsgrad auch nur bei grossen Anlagen erreicht, dann ist auch noch "das Kalte" nötig, wohin man die Wärme überträgt, also am besten ein Fluss oder See.
     
     Dann ist mir noch bekannt, dass es hier bei uns in Zwickau eine Fa. Heinricci gab, welche vor ca. 100 Jahren Stirlingmotore in Serie gebaut hat. Es gibt auch heute noch einen e.V. dazu, aber ohne bedeutende Aktivitäten oder Produktion.
     
     Grüße, Steffen! [Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
     

     • Antwort von nach 9 Stunden 0 hilfreich

       Re^2: Nachfrage

       Hallo !
       
       Hier etwas zum Heißluftmotor. Er ist unwirtschaftlich und kaum einsetzbar. Wäre es anders, stände er nicht nur in Museen herum!
       
       Der Heißluftmotor (Stirlingmotor) ist eine Kolbenkraftmaschine, die durch die Expansion periodisch erhitzter Luft in geschlossenem Kreislauf betrieben wird.
       Eine Arbeitseinheit besitzt zwei Kolben im Zylinderraum, die sich phasenverschoben bewegen. Die von ihnen gebildeten beiden Arbeitsräume sind miteinander verbunden. Der obere Verdrängerkolben drückt kalte Luft durch ein Heizaggregat (Erhitzer) in den unteren Arbeitsraum, dort expandiert die Luft, treibt den Arbeitskolben, wird expandiert wieder in den oberen Arbeitsraum durch einen Kühler und Wärmespeicher (Absorber) zurückgetrieben und dort wieder verdichtet.
       
       Der thermodynamische Prozess (Stirlingprozess) besteht idealisiert aus vier Zustandsänderungen : Kompression bei konstanter Temperatur, Wärmezufuhr bei konstantem Volumen, Expansion bei konstanter Temperatur und Wärmeabfuhr bei konstantem Volumen.
       Das Arbeitsgas wird bei Drücken von ca 150 bar zwischen einem heißen und einem kalten Raum hin- und hergeschoben. Zwischen diese Räume ist zur Verbesserung des Wirkungsgrades ein Regenerator geschaltet., in dem das zur kalten Seite strömende Gas Wärme abgibt und beim Rückwärtsströmen zur heißen Seite wieder Wärme aufnimmt.
       
       Vorteile des Heißgasmotors gegenüber Verbrennungsmotoren sind die äußere Wärmezufuhr und kontinuierliche Verbrennung (daher können feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe verwendet werde) sowie die geringe Geräuschentwicklung.
       Der Wirkungsgrad entspricht etwa dem des Dieselmotors.
       Nachteile sind höhere Herstellungskosten und das ungünstige Leistungsgewicht. Eine schnelle Leistungsveränderung ist nur durch Vergrößern oder Verkleinern der Arbeitsgasmasse möglich.
       Daher sind aufwendige Zusatzeinrichtungen erforderlich wie Gasspeicher, Hochdruckkompressoren.
       Dadurch werden Kosten, Leistungsgewicht und Raumbedarf weiter erhöht.
       
       mfgConrad
       

       • Antwort von nach 3 Tagen 0 hilfreich

         Re^3: Nachfrage

         Hallo, Vorteile des Heißgasmotors gegenüber Verbrennungsmotoren sind
         die äußere Wärmezufuhr und kontinuierliche Verbrennung (daher
         können feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe verwendet
         werde) sowie die geringe Geräuschentwicklung.
         Nicht zu vergessen die höhere Lebensdauer und geringerer Wartungsaufwand, da bei Stirling keine so hohen Kraftspitzen auftreten. Der Wirkungsgrad entspricht etwa dem des Dieselmotors.
         Nachteile sind höhere Herstellungskosten
         ich denke, bei einer entsprechend großen Serie wären die Herstellungskosten entsprechend geringer. Zumal der Stirling selbstanlaufend gebaut werden kann und deshalb nicht zwingend einen Anlasser braucht. Auf Grund der gleichmäßigen Verbrennung ist auch (abhängig vom Brennstoff) kein Katalysator oder Rußfilter notwendig. und das ungünstige
         Leistungsgewicht.
         Eine schnelle Leistungsveränderung ist nur
         durch Vergrößern oder Verkleinern der Arbeitsgasmasse möglich.
         Daher sind aufwendige Zusatzeinrichtungen erforderlich wie
         Gasspeicher, Hochdruckkompressoren.
         Dadurch werden Kosten, Leistungsgewicht und Raumbedarf weiter
         erhöht.
         das ist aber nur bei Anlagen notwendig, die solch eine schnelle Regelung brauchen. Bei KWK-Anlagen genügt eine Regelung über die Brennstoffzufuhr. Im Prinzip ist dafür jeder handelsübliche Brenner geeignet. Ansonsten ist der Stirling mit seiner sehr einfachen Bauweise eher günstig.
         Ein nicht unerheblicher Faktor ist die Tatsache, dass bei einem Stirling mit hohem Wirkungsgrad Helium bei hohem Druck (wie du bereits gesagt hast 150 bar) dicht eingeschlossen werden muss. Normalerweise wird der Generator in den heliumgefüllten Bereich integriert, damit keine Welle vom Druckbereich in den Außenbereich geführt werden muss.
         
         Der Stirling hat das Problem, das auch andere ähnliche Alternativen immer wieder haben. Er trifft auf eine bereits sehr weit entwickelte etablierte Technik mit der er zunächst nicht konkurrieren kann. Die Expolsionsmotoren sind einfach universeller einsetzbar, was die Anwendung betrifft. In Bezug auf den Brennstoff ist natürlich der Stirling der "Allrounder".
         
         Zur Stromerzeugung aus Gas bietet sich als bessere Alternative natürlich die Brennstoffzelle. Derzeit zwar noch nicht ganz ausgereift, wird sie aber in der Zukunft wohl eine Rolle spieln. Zumal sie auch in Kfz eingesetzt werden kann.
         
         Gruß, Niels
         

         • Antwort von nach 3 Tagen 0 hilfreich

           Re^4: Nachfrage

           Herstellungskosten entsprechend geringer. Zumal der Stirling
           selbstanlaufend gebaut werden kann und deshalb nicht zwingend
           einen Anlasser braucht.
           Was meinst Du damit? Willst Du ihn anlassen, wie einen Lanzbulldog? Mit der Hand?
           Eine Anlaßvorrichtung braucht jeder Motor, auch der Heißluft.
           Auch eine Dampfmaschine braucht eine Steuerung, damit sie anfährt.
           
           
           Auf Grund der gleichmäßigen Verbrennung ist auch (abhängig vom Brennstoff) kein
           Katalysator oder Rußfilter notwendig.
           Sicher, weil er selbst keine Verbrennung erzeugt. Aber die Wärmequelle, die den Heißluft mit heisser Luft beliefert, die braucht Filter.
           Er läuft eben nur mit heisser Luft und die muß irgendwo herkommen!
           das ist aber nur bei Anlagen notwendig, die solch eine
           schnelle Regelung brauchen. Bei KWK-Anlagen genügt eine
           Regelung über die Brennstoffzufuhr.
           Im Prinzip ist dafür jeder handelsübliche Brenner geeignet.
           Brenner! Der Heißluft selbst hat keinen brenner. Er hat eine separate Wärmequelle und das ist das Problem.
           Für den Heißluft könnte man auch Dampfmaschinen oder Dampfmotore bauen. mit seiner sehr einfachen Bauweise eher günstig.
           Er ist gebaut wie eine Dampfmaschine/motor, nichts einfacher.
           Aber der Aufwand, den er braucht, um zu laufen, ist gewaltig.
           
           
           MfgConrad
           

           • Antwort von nach 3 Tagen 0 hilfreich

             Re^5: Nachfrage

             Herstellungskosten entsprechend geringer. Zumal der Stirling
             selbstanlaufend gebaut werden kann und deshalb nicht zwingend
             einen Anlasser braucht.
             Was meinst Du damit? Willst Du ihn anlassen, wie einen
             Lanzbulldog? Mit der Hand?
             Eine Anlaßvorrichtung braucht jeder Motor, auch der Heißluft.
             Auch eine Dampfmaschine braucht eine Steuerung, damit sie
             anfährt.
             
             Hallo!
             Es gibt tatsächlich selbststartende / anlaufende Stirlingmotore.
             Bei ausreichendem Temp.-Unterschied startet der aufgrund seiner Konstruktion von selbst, ohne Anlaser.
             
             Grüße, Steffen!
             

           • Antwort von nach 3 Tagen 0 hilfreich

             Re^6: Nachfrage

             Es gibt tatsächlich selbststartende / anlaufende
             Stirlingmotore.
             Sicher! Aber dafür ist er mit einer Anlaßeinrichtung ausgerüstet. Bei ausreichendem Temp.-Unterschied startet der aufgrund
             seiner Konstruktion von selbst, ohne Anlaser.
             Temp.differenz? Ich dachte, der arbeitet mit expandierender Luft.
             Und anlassen allein geht nur bei einem Mehrzylinder, der so konstruiert ist, dass immer zwei, mindestens ein Kolben kurz hinter OT steht. Und dafür hat er Ventile, wie in Verbrennungsmotor.
             Man muß ja auch, wenn er einen Generator antreibt, eine konstante Drehzahl haben. Bei allen Belastungen und dafür ist wieder ein Drehzahlregler nötig.
             
             MfgConrad
             

           • Antwort von nach 3 Tagen 0 hilfreich

             Re^7: Nachfrage

             
             Hallo! Temp.differenz? Ich dachte, der arbeitet mit expandierender
             Luft.
             Egal was , irgend etwas warmes, und was kaltes,
             wohin die Wärme letztendlich übertragen wird.
             
             Das Warme wäre hier ev. heisse Luft von einer Solaranlage,
             das kalte im günstigsten Fall Kühlwasser aus einem Brunnen oder Bach.
             
             Oder meinst Du das:
             
             http://home.t-online.de/home/bernhard.struewing/flam...
             
             Das ist aber kein Stirlingmotor.
             
             Grüße, Steffen!
             

           • Antwort von nach 3 Tagen 0 hilfreich

             Re^8: Nachfrage

             Moderne Heißluftmotoren haben einen eigenen Brenner pro Zylindereinheit.
             
             Wie will man das mit Solarwärme erreichen? Wasser erhitzen? Das gäbe keine Leistung.
             
             Der Heißluftmotor ist ganz einfach kein Ersatz für irgendeinen anderen Generatorantrieb.
             

• « Zurück
• 1
• 2
• 3
• Vorwärts »

Keine passende Antwort gefunden? Jetzt eigene Frage stellen!