Technik - Ecke zum Plaudern

RobMitchum

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Beim Thema Strom sehe ich eher Redox Flow Cells vorne. Weil du mit diesen über die Membranfläche eine Leistung bereitstellst und über "Tanks" bzw. Kavernen eine Kapazität. H2 zu Strom geht mit PEM-FCs zu bestenfalls 60% minus Verluste bei der H2 Speicherung (Verflüssigung oder deutlich Druck kostet auch Energie). Die Redox Flow Cells schaffen wie Akkus über 90%.

Die Saudis bzw. die Golfregion wird eh auf synthetische Treibstoffe z.B. für die Luftfahrt bzw. synthetische Rohstoffe für die Kunststoff- bzw. Pharmaindustrie setzen. Siehe
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... die Fabrik steht bereits, einzig der "Feed" wird sich ändern, das Downstream kann so bleiben. Nur Deutschland betrachtet haben wir einen Bedarf von etwa 2 Mrd Tonnen synthetisches Kerosin für die Luftfahrt, abzüglich der "Kackflüge" für 10€ am Wochende nach Malle und zurück. Ändert aber nichts daran, dass Interkontinentalflüge auf Batteriestrom in der Luftfahrt nicht wirklich gehen.

Was Stahl angeht - egal ob du Elektrostahlwerke oder Alternativverfahren mit H2 betrachtest - die Anlagen werden dann eben entweder in sehr windreichen Regionen stehen oder eben "Solar" in Wüstenregionen nahe der Wendekreise.

Ich sehe sich regional übrigens auch die Aufgaben der "Stromunternehmen" ändern. Aktuell hast du viele virtuelle Unternehmen, die Strom an Börsen einkaufen und dann an Endkunden weiterverticken. Künftig wird das nicht reichen. Ich denke, dass die lokalen Stadtwerke bzw. Besitzer der Mittelspannungsnetze definitiv Strompuffer installieren werden. Die werden lukrativ, sobald man etwa 20% Änderung im Strompreis hat (weil 90% Speicherwirkungsgrad). Mit Smart-Steuerungen könnten sich sogar Hauspuffer automatisiert entweder aufladen (Preis ist "gut") oder begrenzte Mengen einspeisen wenn die Kurse hoch sind. Richtig interessant wird das bei den Puffern, die Stromtankstellen künftig haben müssen. Du machst keine 6-10 "Schnellladesäulen" ohne einen solchen Puffer, weil die Dinger mit den starken Lastwechseln unsere Mittelspannungsnetze in Summe in den Keller ziehen. Aber: auch das entspannt das Thema "Dunkelflaute".

@TotalMayhem "Ah now... das is ja ganz was anderes. Hier war noch die Rede von deiner GTX 1060, die von deinem Xeon in 1440p so "derbe ausgebremst" wurde."

Ja, genau so sehe ich das. Wenn ich mit der 1060 und dem Xeon bei gemittelt 45 FPS lag (zudem Quality eher medium/high statt high/ultra), die Lows im 30er Bereich bereits nervten und mit 6600XT kommen peak 55 FPS raus, aber die Lows immer noch 30er ... -> die Einbrüche waren noch besser sichtbar. Das ist für mich ein CPU Bottleneck. Mit dem 5800er -> komplett weg. Die Kombination "1060 und 5800" hab ich halt nicht probiert.

War halt der Bereich, wo du nicht mit dem Finger auf CPU oder GPU als alleinigem Bottleneck zeigen konntest. Beide waren spürbar beteiligt. Von der Auslastung der GPU her wars halt keine 100% (meist 95%) und die CPU sah eigentlich mit 20-25% eher entspannt aus. Aber es reichte eben nicht.
 
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Simmison

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Ich denke das wird vom Windkraftausbau abhängen, ansich kann man damit ja Energieautark werden. Aber wenn der Windstrom im Winter billig ist, wird sich das nicht lohnen.
Das gute ist: Man kann es jetzt schon kaufen. In nem Interview wurde was von 60 bis 90k€ als Komplettsystem gesagt.
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Joar ich glaube nicht, dass wir Energieautark werden, aber wenn wir zumindest weniger abhängig werden und uns niemals über das heizen im Winter machen müssten wären wir schon sehr weit...
 
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TotalMayhem

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Mir ist schleierhaft, warum nicht mehr in Richtung Hydroenergie entwickelt wird. Die Technik is ja nx neues. Sicher, die Intialkosten sind hoeher, aber der Kram laeuft praktisch wartungsfrei ueber Jahrzehnte. Das 240MW Gezeitenkraftwerk La Rance ist seit fast 60 Jahren in Betrieb und mittlewerwile der guenstigste Stromerzeuger in Frankreich, die Briten bauen derzeit sowas in Swansea.

Windturbinen sind billiger aber dafuer ist die "Lebenserwartung" aber auch deutlich geringer, 20 Jahre +/- (offshore eher weniger).

Und Gezeiten "sind immer", Wind ist "Gluecksache", die Berechenbarkeit ist also eine ganz andere.
 
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TotalMayhem

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Nein... und die Nordsee ist vielleicht nicht mit dem Atlantik vergleichbar. Aber das heisst nicht dass es nicht machbar ist. Norwegen investiert viel in diese Richtung, Daenemark will bis 2030 die
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bis 2030 mit Gezeitenkraft "energie-autark" machen. Die Briten haben kuerzlich den
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bei den Orkneys "versenkt", soll Strom fuer 2.000 Haushalte liefern.

"
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" ist ne andere Geschichte, scheint auch fuer Ostseeanreiner attraktiv zu werden.
 
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xNecromindx

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Da bleibt das alte Problem, dass man zwar veranschlagte 60GW an Windenergie in der deutschen See ernten könnte, mangels vorhandener (und ständig aufs neue blockierter) Stromtrassen davon in Süddeutschland nichts nutzbar ist.
Was fehlt sind redundante HGÜ Trassen von Nord nach Süd.
Derweil steht der letzten deutschen Fertiger für Windkraftanlagen vor der Pleite... Ja: Der letzte - Singular.
 
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GuyFawkes667

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Da hätte ich jetzt direkt mal eine Frage betreffend eines Gedankenganges den ich mal hatte und würde gerne Eure sachliche Meinung dazu hören.
Dem Energieerhaltungssatzes nach kann Energie an sich ja nicht verloren gehen, sondern wird nur von einem Zustand in den nächsten transformiert.
Kennen wir alle, erscheint soweit logisch.

Wenn wir nun aber aus einem dynamischen System wie dem Gezeitensystem der Meere und! per Windkraft einen Entzug an potenziell einführen...könnte uns das nicht irgendwann einmal auch in den Arsch beissen?
Klar, das ist schwarzmalerei von mir, aber irgendwie erscheint es mir auch logisch. Nimm hier eine Kraft weg um die umzuwandeln in eine andere Kraft, welche dem Entzugssystem nicht mehr zugeführt werden kann klingt für mich nach einen dauerhaften Entzug innerhalb des betroffenen, dynamisch agierenden Systems.

Ich hoffe, Ihr könnt diesem Gedankengang folgen.
 
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xNecromindx

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Natürlich entzieht man dem System Energie.
Das passiert aber ohnehin. Deswegen entfernt sich unser Mond, der maßgeblich für die Gezeiten zuständig ist, jedes Jahr einige Millimeter von uns. Für diese Wasserbewegung braucht es Energie, so dass sich der Mond abbremst. Dadurch erweitert sich permanent sein Orbit. Die Erde dreht auch immer langsamer. Zu Anfangszeit der Erde betrug ein Erdtag z.B. lediglich 8 Stunden.
Der Energielieferant für Wind ist die Sonne. Durch atmosphärische Konvektion entstehen die Winde (hauptsächlich). Somit entzieht natürlich ein Windrad dem System energie und bremst den Wind.

Allerdings entspricht das in etwa der Frage, wieviele Tränen du am Hafenbecken in den Ozean träufeln lassen musst, um damit den Meeresspiegel messbar anzuheben.
Das gesamte System aus Gezeiten und atmosphärischer Konvektion ist so unglaublich energiereich, dass die Entnahme, im Rahmen unserer technischen Fähigkeiten, absolut keine Auswirkung auf das Gesamtsystem hat.
 
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GuyFawkes667

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Danke.
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Der entfernt sich aber eher aufgrund des Mehrkörperprinzips von uns. Die gravitative Wirkung der Erde reicht nicht aus, um den in einer stabilen (Geostationären) Umlaufbahn zu halten.
Überhaupt haben wir, was die Berechnung eines Mehrkörpersystems betrifft, keine wirksame Formulierungen parat, sondern müssen uns mit Tricks behelfen.
2-Körper Dynamik (kein porn gemeint^^) können wir berechnen. Ab 3 Körpern wird es schwierig.
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Das allerdings ist nicht nur der Wasserbewegung zu verschulden. Wasser ist ja nur ein Fluid, welches vom Mond in seiner Bewegung angeregt wird.
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Der erweitert sich eher durch die gravitativen Kräfte, die von der Masseansammlung ausserhalb unseres Orbits auf ihn einwirken.
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Zur Anfangszeit der Erde war aber auch alles chaotisches "Feuer und Glut". Und die Erde war auch um einiges kleiner.
Massereicher Gesteinsplanet, aber kleiner.
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Also ein energetisches Verlustgeschäft für "Mutter Natur".
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Aktuell nicht. Aber wie sieht es in Zukunft aus? Kohle/Gas/Öl wird eingestampft, Atomenergie ist der Buhmann schlechthin und es wird immer mehr auf "erneuerbare Energie gesetzt.
Darum meine Überlegung, WIE erneuerbar dieses hochkomplexe System denn eigentlich wirklich ist.
 
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TotalMayhem

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Naja, auch dieser Tango wird von zweien getanzt, Mutter Erde (und ihre Anziehungskraft) spielt hier eine nicht unerhebliche Rolle. Sonst waer der Mond ja schon laengst "ueber alle Berge". ;)

Und die Gravitationskraefte des Mondes wirken umgekehrt auch auf die Erde, die Landmasse juckt das erstmal wenig, aber Wasser (das den Grossteil unseres Planeten bedeckt) ist eben beweglich und fuehlt sich da schon angezogen, so entstehen dann, auch abhaengig von der Entfernung, "Flutberge" und "Ebbetaeler".
 
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xNecromindx

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Nein. Der Entfernt sich durch gravitative "Reibungsverluste".
Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu leisten. Den Meeresspiegel anzuheben ist viel Arbeit. Diese Energie wird der kinetischen Energie des Mondes (und Erde) entzogen.
Wenn dem nicht so wäre, wäre zu erklären wo die Energie her kommt. Da der Energieerhaltungssatz nun einmal gilt, muss also dem System extern Energie zugefügt werden oder es muss ein Umwandlungsprozess stattfinden.
Da niemand den Mond anschiebt, wir also gewandelt. Ergo sum: Er verlangsamt sich Stück um Stück.

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Nein. Der Bezug Erde-Mond ist dominierend. Andere Faktoren sind irrelant in der Rechnung. (im Rahmen "absehbarer Zeiträume".

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Wir reden von der Erde nach ihrer Bildung in aktueller Form. Auch hat die Beschaffenheit keinen Einluss.
Die Frage ist ob Energie abfließt oder zugeführt wird.

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Dir ist schon klar, das Berge und Wälder als Beispiel gleichsam diese Windenergie "verbrauchen"? Es ändert sich faktisch wenig.

Aber noch einmal: Die Relation ist es, die relevant ist. Wieviel Gesamtenergie hat das System und was zieht man heraus und in was wandelt man sie.
Nehmen wir allein nur die Sonneneinstrahlung, weil man das so schön rechnen kann. Die bescheint jeden Quadratmeter Erdoberfläche (nur mal rein die genommen) mit 1kW an Leistung, also 1kWh. Die Erdoberfläche beträgt 510 Millionen Quadratkilometer. Müssen wir also umrechnen: 1 Quadratkilometer ist 1.000.000 (1 Mio) Quadratmeter. Also ergibt sich: 1 Mio. kWh * 510 Mio = 51 Billionen kWh oder anders gesagt: 51 PWh. Sagen wir wegen der Tag/Nachtzonen-Wechsel 33% davon. Macht rund 17 PWh. Das also nun mal 24h und 365 Tage im Jahr: 149 EWh (Exa-Watt-Stunden). Der Gesamtverbrauch an Energie, über alle Energieformen hinweg, der gesamten Zivilisation unseres Planeten beträgt 160PWh im Jahr.
Wir reden also von dem grob 1000 Fachen an verfügbarer Energie.

Dieser Rechnung fehlen ja noch zahlreiche solare Energieeintragsfaktoren, die vorallem bei dem Windsystem Energieeintrag hervorrufen (Ifrarotstrahlung erwärmt die Luft an sich, nicht nur den Boden).
Und man merkt auch, welche gigantische Energiemenge die Sonne abstrahlt, wenn man bedenkt wie weit die weg ist (Abschwächung mit dem Radius zum Quadrat) und diese isotrop abstrahlt.

Dein Argument ist also: Ich steh auf der brennen Bohrinsel und möchte jetzt wissen ob ich den Brand eindämmen könnte, indem ich versuche das Feuer auszupissen. :rolleyes:
Die Antwort ist: Nein!
 
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xNecromindx

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Ach, in der Eile ein Rechenfehler: Ich habe ja initial mit kWh also 1000 Wh gerechnet. Also alles noch einmal mal 1000, somit ergibt sich am Ende sogar ein Faktor von 1.000.000 = 1 Mio.
 
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my-nospam

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Das hat nichts mit Ebbe und Flut zu tun weil im Sommer viel Wasser verdunstet und im Winter bzw. im Fruehjahr wenn die Schneeschmelze beginnt ein erhoehter Zufluss ist usw. Selbst die Ostsee hat kaum Ebbe und Flut Die einzige Moeglichkeit waere in der Nordsee, weiss nur nicht genau wie hoch der Tidenhub ist und ob das wirklich lohnend ware. Frankreich dagegen liegt am Atlantik wo es sehr gut moeglich ist. Auch das Mittelmeer hat zu wenig Tidenhub. Am Mittelmeer, an der Ostsee und am Bodensee war ich schon oefters, da ist mir kaum etwas aufgefallen...
 
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TotalMayhem

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Soviel zur Theorie, schoen dass uns die Sonne, der Mond und die Sterne mit Energie berieseln. bloss kommt die hier nicht "fertig abgepackt" an, ein Kilowattstuendchen hier, ein Petawattstuendchen dort... wir wenden ja auch Unmengen von Energie auf, um uns das nutzbar zu machen. Was mich zu einem anderen, nicht minder interessanten Thema bringt. Zum Mars zu fliegen ist eigentlich kein Problem, der Aerger faengt dann an, wenn man von dort wieder wegkommen will, sprich heim- oder gar weiterfliegen. Ein irischer Youtuber hat kuerzlich einen netten Beitrag dazu veroeffentlicht:


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Prinzipiell kennt die Gravitationskraft des Mondes ja erstmal keinen Unterschied zwischen Binnengewaessern und dem offenen Meer, alles eine Frage der Masse und ob es sich lohnt daraus "Kapital" zu schlagen. Auch der Zyklus im Atlantik (zweimal taeglich) ist unterschiedlich zum Pazific (einmal taeglich), wo die Koreaner das z. Zt. maechtigste Gezeitenkraftwerk in Betrieb haben (256 Megawatt), wobei das nebensaechlich ist, mit einer Tidal Turbine laesst sich ja in beiden Richtungen, in die das Wasser stroemt, Strom erzeugen. Deshalb meine flapsige Aussage "Gezeiten sind immer".

Und wie ich bereits erwaehnte, das Interesse an "Wave Energy" scheint bei Ostseeanrainern geweckt zu sein.
 
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RobMitchum

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Ja und nein, dreiviertel dieser Aussagen sind politische Nebelbomben. Ein guter Teil der Energie, die von "Nord nach Süd muss" ist am Ruhrgebiet eigentlich aufgebraucht. Weil: Das wird an normalen Tagen aus Niedersachsen und der Nordsee mit Wind versorgt. Dummerweise haben die Nordrhein-Vandalen noch sowas wie das Rheinische Braunkohlerevier, wo die Blöcke 24/7 ohne substanzielle Lastschwankungen durchlaufen, denn für sowas wie Lastwechsel sind diese nie gebaut worden.

Hat zwei Konsequenzen:
* Das ist der Strom, der im Ruhrgebiet nicht gebraucht wird, dort aber entsteht und bilanziell in den Süden will. Wären das wenigstens Steinkohlekraftwerke oder gar Gas (ich weiss, aktuell ein dummes Thema) hätten wir aktuell(!) keinen Bedarf für solche Trassen. Deren Bedarf entstammt halt aktuell dem Umstand, dass die RWE alleine etwa 2 Mrd Euro im Jahr Nettogewinn (ca 70 TWh mit "bis zu" ca 2,5 Cent/kWh reinerlös) aus Braunkohle erzielt. Deren Problem: CO2 EMissionsrechte und das Alter, abgeschrieben sind die seit langem und die werden runtergeritten. Als politisch bestens verfilzter Konzern hat die RWE aber Sonderlocken ohne Ende "aushandelt". Da haben sich die Altmaier und Gabriel nichts genommen. Ich bin nicht sicher wer von beiden politisch gesehen korrupter ist.
* Wenn wegen kaum abregelbarer Braunkohle dann doch Windanlagen abgedreht werden müssen (siehe Jahresabrechnung EEG zum Umfang), dann zahlen das die EEG Kunden, NICHT die eigentlichen Verursacher mit zu trägen Kraftwerken. Wäre auch zu viel verlangt wenn der Gesetzgeber von einem Stromerzeuger einen technischen "Mindestgradienten" erwarten würde.
 
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xNecromindx

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Füllen wir das doch lieber mal mit Zahlen:
NRW benötigt im Jahr 15TWh Strom (Tendenz übrigens leicht fallend, wegen dem Rückbau von Industrie). Davon wird dort 12% selber durch EEG Anlagen realisiert. Bleiben etwas über 13TWh.
Die Offshore-Produktion betrug 2021 insgesamt 26,1TWh - dort befindet sich nämlich nur eine installierte Leistung von 7,8GW (NRW hat selbst eine installierte Winkraftleistung von 6,5GW, wodurch etwa 6TWh Ertrag im Jahr erfolgt).
Wenn man nun grob hoch interpoliert auf eine installierte Offshore-Leistung von potenziell 60GW (wie dort technisch möglich), ergäbe sich grob ein Jahresertrag von 200TWh Einspeiseleistung.

Ergo: Selbst wenn man in NRW nichts mehr regenerativ ausbaut und nur den Offshore Strom nimmt, sowie dabei alle anderen fossilen Kraftwerke abschaltet, stünde NRW grob 15 mal mehr Strom zur Verfügung, als dort überhaupt verbraucht wird.
Zu behaupten Nord-Süd-Trassen sind nicht das Problem, ist also falsch. Schon jetzt krankt der weitere Offshore-Zubau am Mangel die dann zusätzlich erzeugte Energie dort weg zu bekommen. Das bestehende Netz kann die Spitzenlasten nur schwer wegstecken. Nord-Süd-Trassen sind essenziell. Zumal eine Reihe brauchbarer Pumpspeicherkraftwerke, die sich zum Abfedern von Windkraftspitzen unter anderem anbieten würden, in der südlichen Hälfte Deutschlands zu finden sind.

Ohne die Trassen ist der weitere Zubau also sinnlos. Nicht zuletzt deswegen stockt auch der Offshore-Ausbau.
Die politische Nebelkerze ist also vielmehr, das beschwichtigende und relativierende Herumgerde vorallem in Süddeutschland, womit man zu begründen versucht, warum man doch das alles gar nicht braucht - und schon gar nicht vor eigenen Haustür. Missachtend des Umstandes, dass eine Durchleitung im bestehenden feinmaschigen Netz mit hohen Leitungsverlusten verbunden ist und solche HGÜ Trassen Jahre zur Realisierung brauchen und nicht erst hingestellt werden können, wenn man feststellt, dass zwischenzeitlich diverse GW installierte Leistung in die See gebaut wurden. Deswegen sind diese Trassen jetzt nötig, damit sie nach Jahren des Aufbaus mittelfristig die benötigten Transferleistungen bereitstellen können.
 
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