Meine Idee eines Lageenergiespeichers. Realisierbar?

Question

Da die Speicherung großer Energiemengen immer noch Probleme bereitet, habe ich mir Gedanken gemacht und folgende Möglichkeit gefunden.

Benötigt wird ein Gelände mit Steilwand einem oberen Plateau und unten eine Fläche mit leichtem Gefälle.                

 Auf das obere Plateau stellen wir einen Kran, dessen Seildrommel über einen Elektromotor angetrieben wird der auch als Generator verwendet werden kann.

Dieser Kran hebt nun modifizierte Waggons 500t-1000t schwer von einer unteren Gleisanlage auf eine obere Gleisanlage, wenn zu viel Strom im Netz ist. Die Waggons rollen nach dem Absetzen über das Gefälle in eine Warteposition. Der Kran kann fast beliebig viele dieser Waggons unter Ausnutzung überzähligem Wind oder Solarstroms nach oben heben. Weht kein Wind oder Wolken schieben sich vor die Sonne kann der Prozess umgekehrt werden . Der Generator gewinnt beim Ablassen der Last die vorher eingesetzte Energie zurück.

In den mit beispielsweise Granitblöcken oder Beton gefüllten Waggons, stelle ich mir noch kleine E-motoren vor die den Waggon bis zum Aufnahmepunkt  fahren.

Kann  jemand berechnen, wieviel Energie gespeichert werden kann, wenn ich:

      200m Steilwand

     100 Waggons a 500t

     10 Anlagen nebeneinander habe?

Answer 1

So etwas lässt sich gut mit einer Tabellenkalkulation erledigen, hier der Rechenweg:

Lageenergie ist
E = m * g * h	Energe in Joule
mit
m	Masse in kg
g	Erdfallbeschleunigung in m/s² (konstant 9,81)
h	Höhe in m
	Beispiel: Eine 100 g Tafel Schokolade einen Meter hoch heben hat die potentielle Energie von  1 Joule
1 Joule entspricht	0,00000027777777777778 Kilowattstunden
Zum gegebenen Beispiel
m	50000000	kg
g	9,81	m/s²
h	200	m
E = m * g * h	98100000000	Joule
=	27250	kWh
=	27,25	MWh

Mit einer solchen Anlage könnte man also speichern was ein 3 MW Windrad bei Volllast in 10 Stunden produziert.

Schon das Beispiel mit der Schokolade zeigt, dass chemische Speicher mehr bringen.

 

Comments

Wenn ich die Aufgabe richtig verstanden habe, stehen 10 Anlagen à 100 Waggons nebeneinander. Dann müsste in Ihre Rechnung noch ein Faktor 10 miteinfließen.

Answer 2

Vollkommen egal, ob sich Ihre Idee "rechnet" oder nicht. Wichtig ist, daß Sie eine hatten und diese publiziert haben.

Viele Ideen die eigentlich -ggf. mit leichten Modifikationen- zur Lösung des Problems beitragen könnten, schlummern in irgendwelchen Köpfen (aus Angst, man könnte sich blamieren).

Evtl. kann mit Ihrer Idee -in Verbindung mit anderen "Gedanken"- eine tolle Problem-Teillösung entstehen. Eine einzelne Gesamtlösung für die Speicherproblematik wird nicht geben.

Wir brauchen unkonventionelle Gedanken und Lösungsansätze. Schema F ist halt nur ein Schema.

 

lg   tugu

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Hallo Jörg T.,
ich sehe das genauso - die Idee zählt. Meine Kollegen haben sich im Anschluss an den Beitrag ebenfalls an einige Energieerzeugungsmodelle herangewagt. Hier ein Auszug der Ergebnisse, welche manchmal auch mit ein wenig Humor versehen sind:
- Fitnesscenter zur elektrischen Energieerzeugung nutzen, da dort bis zu 24h permanente Bewegungsenergie vorhanden ist
- Piezoelemente in Behördengängen bzw. den Fußböden verbauen und die Ladung in Kondensatoren lagern für spätere elektrische Anwendungen, z.B. Blindleistungskompensation
- Bernoulli-Effekt bei großen Heizungsanlagen nutzen, um die "abgezweigten Energien" für andere Zwecke (z.B. Blindleistungskompensation wie oben) zu nutzen
- Peltier-Elemente im Sommer an Kaltwasser-durchströmten Heizkörpern verwenden, da die Raumluft meist höher liegt

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Wenn ich sehe, wie viele Ideen -hier auf kleinstem Raum- zu dieser Thematik publiziert wurden, lässt es mich hoffen, das WIR -auch gegen den Willen der Politik und der Oligopolisten- die Energiewende realisieren werden.

Ein Hauptproblem bei UNS sehe ich darin, daß viele nur ihren eigenen "Geschäftszweig" (Branche) betrachten und andere alternative Techniken "benachteiligen", um den eigenen "Profit" zu fördern.

Ich persönlich betrachte z.Bsp. eine Mischung aus PV, KWK und Solar in Verbindung mit einem E-Speicher als (derzeit) optimale Lösung für ein "kleines" Hotel.

Eine "einzelne" (derzeit verfügbare) Maßnahme ist für kaum einen Verbraucher optimal.

Auch die vielen "kleinen" Interessenvertretungen hindern UNS mit einer gemeinsamen und starken Stimme in die Politik einzugreifen.

mfg    tugu

Answer 3

Da die ganze Sache nicht Verlustfrei (Reibung) arbeiten wird, wäre es sicher sinnvoll, noch einige Schwungräder in den Prozess einzubeziehen. So können sicherlich ein paar "verriebene Watt" gerettet werden.

Grundsätzlich eine nette Idee, die ihre Anwendung bereits im Pumpspeicherwerk findet und so auch in Gegenden mit geringeren Wasserspeichermöglichkeiten genutzt werden kann.

Answer 4

Grundsätzlich eine vergleichbare Idee propagiert Eduard Heindl seit einigen Jahren. Hier vergleicht er seine Idee mit anderen Lageenergiespeicher-Konzepten:

http://energiespeicher.blogspot.de/search/label/Lageenergiespeicher

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Die Natur speichert Energie in Kohlenwasserstoffen. 1kg Methan hat den 100fachen Energieinhalt wie 1 kg Lithium-Ionen-Akku.
Siehe auch: http://berndgnirss.blogspot.de/2014/11/im-laawe-nit.html

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Das mag so sein (habe es nicht nachgrechnet), ist aber ein anderes Feld, nämlich das chemischer Energiespeicher.
Es gibt ja auch viele Untersuchungen und Studien zum Thema Power to Gas (P2G) oder Windgas. Das ist sicher auch notwendig, weil damit auch andere Nutzungsmöglichkeiten verbunden sind (Heizen, Mobilität ect.)
Edit:
Sorry, habe erst jetzt Ihren Blog gelesen, wo Sie P2G ausführlich darstellen.

Answer 5

Ja, gute Idee, das mit den Zügen und Eisenbahnwagons! Aber wozu Granitblöcke?

In der Schweiz nehmen sie dazu seit Jahr und Tag ganz normale Lokomotiven, die sie dann genau nach dem beschriebenen Prinzip ihre Berge rauf und runter fahren lassen. Wenn die Bahn in Deutschland für ihren Strom  richtiges Geld zahlen müsste, würde sicher auch bei uns bei jeder Lokomotive längst die Bremsenergie genutzt.

MsG

 

Claus Scheuber

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Statt Granit könnte auch jedes andere Material mit ausreichender Dichte genommen werden es dient lediglich der Erhöhung der Masse.
Das mit den Lokomotiven in der Schweiz wird aber nicht zur Speicherung sondern als Energierückgewinung angewand.Oder?

Answer 6

Hallo Artur Herznach,

ich denke auch, dass wir viel kreativer mit der Nutzung von Lageenergie grundsätzlich umgehen müssen. Ich habe mich auch schon gefragt, ob es nicht möglich wäre den Turm von Windkraftanlagen als Behälter auszuführen. Dann könnte die Windkraftanlage eigene Energie verwenden um den Behälter mit Wasser zu füllen. Normalerweise stehen die Windmühlen ja sowieso auf erhöhten Punkten. Bei Bedarf könnte das Wasser dann eine Turbine antreiben. So benötigt man keine 2 Speicherseen sondern nur den unteren.

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Hallo Herr Geckler, so eine ähnliche Idee war bereits Gegenstand eines EU-Forschungsprojekts, in dem ich in den 1990er Jahren gearbeitet habe. Damals sollte auf den Kanaren ein Mini-Pumpspeicherkraftwerk als Speicher für eine PV-Anlage dienen. Die Crux war, dass kleine Pumpen und Turbinen viel zu geringe Wirkungsgrade aufwiesen, so dass pro Zyklus 50% Verlust aufgetreten wären. Es wurde darum nicht gebaut. Sonnige Grüße, M. Stöhr

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Hallo Herr Stöhr,
vielleicht ändern sich ja in den nächsten Jahren die grundsätzlichen Voraussetzung für solche Projekte. Laut einer Studie, die ich vergangene Woche gelesen habe wird davon ausgegangen, dass bis im Jahr 2020 oder 2022 davon ausgegangen wird, dass es an ca. 1.200 Stunden im Jahr negative Strompreise geben wird. Dann wäre der Wirkungsgrad ganz egal. Im Gegenteil könnte das Netz bei Stromüberschuss sogar entlastet werden.