Alternative zum Kernkraftwerk
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@phlox81
Ganz so einfach ist es auch nicht mit dem Selbstversorgerheim.
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Optimizer schrieb:
scrub schrieb:
Ich will gar nicht wissen, ob Du das jetzt ernst gemeint hast oder nicht. Ich halte jedenfalls -außer Abstand- nichts von Wirkungsgraden von 40%. Das ist doch alles absolut unterirdisch.
Beliebst du zu scherzen? 40% ist geil.
Moderne Kohlekraftwerke arbeiten mittlerweile schon mit einer Effizienz von rund 50%. Was dann auch so ziemlich das Maximum ist (Carnot lässt grüßen).
Optimizer schrieb:
6% - 17,7%, bzw. 20% für die breite Masse mal
Das mit den 17-20% für die breite Masse kannst du vergessen. Die Rohstoffe für die Herstellung solcher Module (zB Germanium) sind sehr knapp und daher auch extrem teuer - kommen also nur für ein sehr begrenztes Einsatzfeld in Frage.
Standard, auch in ferner(er) Zukunft, werden vor allem Solarzellen aus Silizium sein, die an auch auf den Hausdächern zum Einsatz kommen werden.
Auch das Alterungsproblem, dass bis vor ein paar Jahren noch bei dieser Art Module bestand scheint mittlerweile gelöst, oder zumindest stark vermindert zu sein.
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[quote="Optimizer"]
scrub schrieb:
http://de.wikipedia.org/wiki/Photovoltaik#Wirkungsgrad schrieb:
Die mit Solarzellen in der Photovoltaik erzielten Wirkungsgrade reichen von wenigen Prozent (beispielsweise etwa 6 Prozent für Cadmium-Tellurid-Solarmodule) bis hin zu über 35 Prozent (Konzentrator-Mehrschicht-Laborexemplar) oder 40 Prozent (Dünnschichtmodul auf CIS-basis). Die Wirkungsgrade marktüblicher Solarmodule liegen zwischen 6 Prozent (Dünnschichtmodule auf Siliziumbasis) und 17,7 Prozent (monokristalline Module). Der US-amerikanische Hersteller SunPower hat für das Jahr 2007 monokristalline Module mit einem Wirkungsgrad von 20 Prozent angekündigt.
Der Systemwirkungsgrad im Jahresverlauf ergibt sich dann aus der Multiplikation mit der Performance Ratio (PR). In diese fließen die Verluste des Wechselrichters ebenso mit ein wie Abschattungen und Verluste durch hohe Temperaturen. Die PR liegt im Bereich von 0,7 bis 0,85.
6% - 17,7%, bzw. 20% für die breite Masse mal, 40% ist ein extremer Ausnahmefall (ich wüsste nicht, wo solche 40% Zellen produktiv eingesetzt werden). Und das mal dem Faktor 0,7 bis 0,85. Das ist mal unterirdisch.
Es kommt bei der Energieerzeugung weniger auf den Wirkungsgrad an. Wichtiger ist das Verhältnis von erzeugter Energie zur aufgewendeten Energie ([Energie] = kWh oder $). Diese Zahl sollte größer als 1 sein.
D.h., beim Kohlekraftwerk geht in die aufgewendete Energie der Bau, Abriss, Betrieb des Kraftwerks und der Energiebedarf für die Beschaffung der Kohle ein. Die chemische Energie der Kohle geht nicht ein.
(sowas wie hier)
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Aber ein Fusionsreaktor ist da etwas weiter weg von allem, was militärisch momentan interessant ist. Schade eigentlich.
http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffbombe#Wasserstoffbombe
"Bei Kernfusionswaffen (Wasserstoffbomben) dient ein herkömmlicher Atomsprengsatz (Fissionssprengsatz) dazu, die Isotope Deuterium und Tritium zu fusionieren."
Genau diese beiden Wasserstoff-Isotope will man wegen der geringeren Aktivierungsenergie (Einsatz von Hitze, Druck, evtl. auch andere Energiearten) auch in den geplanten Fusionsreaktoren einsetzen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffbombe#Neutronenwaffe
"Eine Neutronenwaffe („enhanced radiation weapon“) ist eine Wasserstoffbombe mit Deuterium-Tritium-Brennstoff, deren Bauweise im Wesentlichen dem Teller-Ulam Design ähnelt. Die Bauart der Waffe ist auf eine maximale Neutronenausstrahlung und einen vergleichsweise geringen Fallout optimiert."
Nettes Design, das man nur durch Fusion erhalten hat.
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Naja, die grobe physikalische Reaktion ist aber auch das einzige was eine H-Bombe mit einem Fusionsreaktor gemein hat. Zumal die H-Bombe heutzutage militärisch nicht mehr wirklich relevant ist.
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Dieses Argument gilt auch für die Kernspaltung.
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Erhard Henkes schrieb:
"Bei Kernfusionswaffen (Wasserstoffbomben) dient ein herkömmlicher Atomsprengsatz (Fissionssprengsatz) dazu, die Isotope Deuterium und Tritium zu fusionieren."
Dass es Wasserstoffbomben schon lange gibt, ist mir klar. Aber zwischen Wasserstoffbombe und Iter ist dann doch ein wesentlich größerer (bzw. vor allem schwierigerer) Schritt als von Atombombe zum KKW.
Die Spaltung unter Kontrolle zu bekommen war technisch ganz offensichtlich kein so großes Problem, wie eine kontrollierte Fusion ohne Zünden einer Bombe in Gange zu bekommen.
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rüdiger schrieb:
Wenn man 17,7% Wirkungsgrad auf einen kostenlosen "Rohstoff" erreicht, ist das immer noch besser, als 40% für einen sauteuren Rohstoff. :p
Kostenlos? Du musst diese Solarzellen erstmal bauen, das verbraucht schon mal recht viel Energie. Natürlich rutscht man damit schon ins Plus (wäre ja sehr übel sonst
) und es kann sich durchaus lohnen, auf jedem Hausdach eine Zelle anzubringen, aber ob sich riesige Solarfelder lohnen?Das ist weder CO2-Neutral, wenn man dafür ganze Wälder abholzt noch bezweifle ich, dass man damit meine neue Grafikkarte versorgen kann.
Vielleicht sollte man lieber die Wälder dort stehen lassen und gelegentlich nen Baum rausholen (das ist schon CO2-Neutral).abbes schrieb:
Moderne Kohlekraftwerke arbeiten mittlerweile schon mit einer Effizienz von rund 50%. Was dann auch so ziemlich das Maximum ist (Carnot lässt grüßen).
Aber die Kohle abzubauen soll sich ja nicht so wirklich lohnen (hört man des öfteren) und bzgl. Klimaschutz ist ein Kohlekraftwerk wohl kaum eine Option. Ich glaube, diese Art von Kraftwerk hat ihre besten Zeiten hinter sich.
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Erhard Henkes schrieb:
Dieses Argument gilt auch für die Kernspaltung.
Eine Fusionsbombe impliziert (mindestens) eine Fissionsstufe (hast ja das Teller-Ulam-Design schon angesprochen). Und das unterscheidet die militärische von der nichtmilitärischen Nutzung der Kernfusion. Die sich daraus ergebenden Unterschiede sind weitaus größer als bei militärischer/nichtmilitärischer Nutzung der Kernfission. Siehe auch Jans Beitrag.
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Ich finde es nur merkwürdig, dass die Politik und die Medien ständig über Sonne, Wind und Wasser reden - also Energien, die schon seit Jahrtausenden genutzt werden - anstelle die Forcierung der Kernfusion von Wissenschaft und Technik einzufordern. Man hat endlos über einen Bauplatz für ITER diskutiert. Erst als Kanada zuschlagen wollte, hat sich Europa - Dank an Frankreich - besonnen. Wo waren in diesem Fall die innovativen high-tech-Deutschen, die die Kernfission (Hahn et. al.) gefunden haben? Schuld an dieser Haltung sind in unserem land die Grünen, die uns seit Jahren den Untergang und die Enthaltsamkeit predigen. Paradigmenwechsel fordern mutige Handlungen, die vom bisherigen Denkschema abweichen. Wir brauchen Freude an neuer Technik anstelle Technikfeindlichkeit. Die Kernfusion ist der wichtigste Schritt vorwärts. Damit hätten wir die entscheidende Energiequelle - nämlich die Solarenergie - selbst in der Hand. Die Frage ist, was danach kommt. Quarks enthalten nämlich noch viel mehr Bindungsenergie. Ich erwarte hier Antworten und vor allem Tatendrang von unseren Physikern.
5 Mrd. Euro für den Bau und weitere 5 Mrd. für den Betrieb. Das ist doch Kleingeld! Diesen Franzosen, der vor kurzem mit 50(!) Mrd. spekuliert und dabei lächerliche 5 Mrd. versiebt hat, möchte ich als typischen Vergleich nennen.
Es handelt bei ITER sich um ein glasklares Projekt:
https://www.usiter.org/images/iter_full.jpg
https://www.usiter.org/international_project.shtml
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Danke für den Link (wenn auch nur schwer lesbar).
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Erhard Henkes schrieb:
Ich finde es nur merkwürdig, dass die Politik und die Medien ständig über Sonne, Wind und Wasser reden - also Energien, die schon seit Jahrtausenden genutzt werden - anstelle die Forcierung der Kernfusion von Wissenschaft und Technik einzufordern. Man hat endlos über einen Bauplatz für ITER diskutiert. Erst als Kanada zuschlagen wollte, hat sich Europa - Dank an Frankreich - besonnen. Wo waren in diesem Fall die innovativen high-tech-Deutschen, die die Kernfission (Hahn et. al.) gefunden haben? Schuld an dieser Haltung sind in unserem land die Grünen, die uns seit Jahren den Untergang und die Enthaltsamkeit predigen. Paradigmenwechsel fordern mutige Handlungen, die vom bisherigen Denkschema abweichen. Wir brauchen Freude an neuer Technik anstelle Technikfeindlichkeit. Die Kernfusion ist der wichtigste Schritt vorwärts. Damit hätten wir die entscheidende Energiequelle - nämlich die Solarenergie - selbst in der Hand. Die Frage ist, was danach kommt. Quarks enthalten nämlich noch viel mehr Bindungsenergie. Ich erwarte hier Antworten und vor allem Tatendrang von unseren Physikern.
5 Mrd. Euro für den Bau und weitere 5 Mrd. für den Betrieb. Das ist doch Kleingeld! Diesen Franzosen, der vor kurzem mit 50(!) Mrd. spekuliert und dabei lächerliche 5 Mrd. versiebt hat, möchte ich als typischen Vergleich nennen.
Es handelt bei ITER sich um ein glasklares Projekt:
https://www.usiter.org/images/iter_full.jpg
https://www.usiter.org/international_project.shtmlfull ack.
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Erhard Henkes schrieb:
Quarks enthalten nämlich noch viel mehr Bindungsenergie.
Ist ja interessant. Wo hast Du das denn her? Mir ist zumindest nicht bekannt, dass man es schon geschafft hat, Quarks zu spalten. Insofern wird man relativ wenige Aussagen über deren Bestandteile und die Bindungsenergie eines Quarks machen können. Aus was sollen Quarks denn Deiner Meinung nach bestehen? Sind wir hier gerade bei irgendwelchen ungeprüften Theorien?
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Ein Proton wird im Quark-Modell aus zwei Up-Quarks und einem Down-Quark gebildet. Zählt man die bekannte Masse der drei Quarks zusammen, erkennt man, dass sie nur etwa 20% der Masse des Protons liefern. Die quantitative Beschreibung liefert die Relativitätstheorie, nach der für Masse und Energie die berühmte Gleichung E = mc2 gilt. Der überwiegende Teil der Masse des Protons stammt somit nicht aus der Masse seiner elementaren Teilchen, sondern entspringt der Energie der Bindung zwischen ihnen!
[url] http://de.wikipedia.org/wiki/Quark_(Physik)#Quark-Flavours [/url]
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Erhard Henkes schrieb:
Ein Proton wird im Quark-Modell aus zwei Up-Quarks und einem Down-Quark gebildet. Zählt man die bekannte Masse der drei Quarks zusammen, erkennt man, dass sie nur etwa 20% der Masse des Protons liefern. Die quantitative Beschreibung liefert die Relativitätstheorie, nach der für Masse und Energie die berühmte Gleichung E = mc2 gilt. Der überwiegende Teil der Masse des Protons stammt somit nicht aus der Masse seiner elementaren Teilchen, sondern entspringt der Energie der Bindung zwischen ihnen!
Ah, ok. Du meinst also nicht "Bindungsenergie der Quarks", sondern "Bindungsenergie der Nukleonen". Es gibt aber die Baryonenzahlerhaltung, die man bisher in der Natur beobachtet. Insofern wirst Du es schwer haben, daraus wirklich etwas zu gewinnen.
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Um an dieser Stelle mal eine Scherz von meinem ehemaligen Physik Professor zu bringen:
Bis es die ersten Fusionskraftwerke gibt, dauert es noch 50 Jahre.
Das ist eine Naturkonstante.Optimizer schrieb:
abbes schrieb:
Moderne Kohlekraftwerke arbeiten mittlerweile schon mit einer Effizienz von rund 50%. Was dann auch so ziemlich das Maximum ist (Carnot lässt grüßen).
Aber die Kohle abzubauen soll sich ja nicht so wirklich lohnen (hört man des öfteren) und bzgl. Klimaschutz ist ein Kohlekraftwerk wohl kaum eine Option. Ich glaube, diese Art von Kraftwerk hat ihre besten Zeiten hinter sich.
Das wird aber wohl eher daran liegen, dass importierte Kohle wesentlich günstiger ist als die aus unseren (sehr tiefliegenden und damit im Unterhalt teueren) Gruben.
Trotzdem wird natürlich die Nutzung fossiler Brennstoffe keine langfristige Zukunft haben.
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Im Gegensatz zu thermischen Wärmekraftwerken, die nur auf Stromproduktion ausgelegt sind, wird bei Kraft-Wärme-Kopplung-Anlagen durch die gleichzeitige Abgabe von Strom und Wärme ein sehr viel höherer Nutzungsgrad - bis zu 90 Prozent - erreicht, wodurch Brennstoff eingespart werden kann, wenn Abnehmer der Wärme zur Verfügung stehen, wie z. B. in Form eines Fernwärmenetzes.
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phlox81 schrieb:
Die Natur ist ein gutes Beispiel, wie man mit Energie umgehen kann. In Millionen von Jahren hat sie diese Probleme auch lösen müssen.
Wir besitzen aber kein Organ zur Energieerzeugung. Jede Zelle erzeugt jeweils die für sie benötigte Energie, keine Verluste, alles dezentral.Und die zentral gesteuerte Aufnahme und Verteilung von Sauerstoff? Was ist das? Das ist doch ganz klar zentrale Energieaufnahme und Verteilung. Und die Zelle heizt dann dezentral mit dem zugeführten Brennstoff. Deine Analogie erscheint mir fehlerhaft.
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Marc++us schrieb:
phlox81 schrieb:
Die Natur ist ein gutes Beispiel, wie man mit Energie umgehen kann. In Millionen von Jahren hat sie diese Probleme auch lösen müssen.
Wir besitzen aber kein Organ zur Energieerzeugung. Jede Zelle erzeugt jeweils die für sie benötigte Energie, keine Verluste, alles dezentral.Und die zentral gesteuerte Aufnahme und Verteilung von Sauerstoff? Was ist das? Das ist doch ganz klar zentrale Energieaufnahme und Verteilung. Und die Zelle heizt dann dezentral mit dem zugeführten Brennstoff. Deine Analogie erscheint mir fehlerhaft.
Sonnen und Windenergie gibts doch auch global und die Haeuser gewinnen daraus Energie, dezentral. Der Vergleich passt schon. Wenn die einzelnen Gebaeude dann weitaus mehr Energie produzieren als sie verbrauchen, koennen sie auch Energie verkaufen (an aeltere Gebaeude).
