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Windenergie contra Platzrunde
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22. Mai 2020: Von Peter Schneider an Michael Söchtig

Ja, mir persönlich hätte es auch Spaß gemacht im kurzen Endanflug Slalom wie beim Skifoan um die Masten herum zu eiern. In EDGH haben wir ja schon für die 09 so einen ansatz kurz vor dem Aufsetzen, ohne Windmühle. Eine der bescheuertsten non-standard Platzrunden, die ich kenne - aus Lärmschutzgründen natürlich.

22. Mai 2020: Von Chris _____ an Carsten G.

ich: ...in kleinen Mengen und mit hohen Kosten und/oder Verlusten speichern.

Carsten G.: Das sind echt banale Allgemeinaussagen, die sinnfrei sind!

@Carsten G.:

Ich weiß nicht, warum du gegen eine Aussage gegenhältst, obwohl du selbst sie offenbar kennst und anerkennst. Denn du selbst beschreibst in deiner Antwort die Kaskade von "Primärregelleistung - Sekundärregelleistung - Minutenreserve" und beweist damit, dass du ganz gut Bescheid weißt.

Diese Kaskade gibt es nur wegen der mangelnden Speicherbarkeit von elektrischer Energie. Und die mangelnde Speicherbarkeit ist der Grund dafür, dass an der Strombörse die Strompreise stundenweise auktioniert werden und es den Preisswing über den Tag und das Jahr gibt.

Den "großen See" gibt es nicht. Man kann da nicht zu guten Zeiten mal reinfüllen und zu anderen rausnehmen. Schon gar nicht auf der einen Seite rein und auf der anderen raus, denn es gibt auch Transmissionsverluste.

Das ist weder sinnfrei noch banal.

(Sinnfrei ist eher deine Aufgeregtheit. Aber vielleicht interpretiere ich die nur hinein.)

22. Mai 2020: Von Chris _____ an Carsten G. Bewertung: +1.00 [1]

Zu den Verlusten: einfach mal well-to-wheel Effizienz googeln - ist alles deutlich weniger verlustreich als heutige Fuel-to-Noise-Converter hinter dem Prop.

Was ist gemeint? Eben noch sprechen wir über Energieerzeugung in Kraftwerken - du vergleichst das mit einem Flugzeugmotor? Verstehe ich nicht. Das sind doch vollkommen andere Anforderungen. Oder verstehe ich was falsch?

Übrigens: ich glaube langfristig an die Vorteile von Wind und PV, halte Kernkraft für ein (leider noch) unverzichtbares aber Auslaufmodell und verstehe die Probleme im Prinzip, ohne beruflich im Energiesektor tätig zu sein. Ich heize mein Haus mit Gas "von Putin", hätte ja gerne eine (Sole-)Wärmepumpe gehabt aber war nicht bereit, alleine für Bodengutachten und Bohrung rund 10-15k mehr auszugeben. Ich glaube durchaus an Li-Ionen als Übergangs- oder Nischentechnologie für Autos und LKWs auf der Kurzstrecke, für die Langstrecke glaube ich an die Brennstoffzelle, und fürs Flugzeug halte ich Benzin und langfristig Kerosin für die sinnvollste Lösung und glaube, wäre der Ottomotor noch nicht erfunden, dann würde er heute speziell für die Fliegerei erfunden.

Die EEG-Umlage finde ich allerdings fehlkonstruiert, denn sie führt zu umso teurerem Strom (für den captive end customer), je grüner und billiger der Strom erzeugt wird.

22. Mai 2020: Von Michael Söchtig an Chris _____

Ich glaube bei der Fliegerei werden wir irgendwann sehen müssen ob Brennstoffzellen im Megawattbereich mit brauchbarem Gewicht gebaut werden können. Damit dann ein 60MW Elektrofan angetrieben... aber ich bin kein Ingenieur und habe nicht gerechnet ob das geht (und wie man den Wasserstoff dafür mitnimmt).

Vermutlich wird man erst mal bei synthetischen Kerosin bleiben. Der Wirkungsgrad ist natürlich desaströs. Aus 100MWh Wind macht man dann vielleicht 50MWh Kerosin (das ist jetzt sehr optimistisch gerechnet und einfach mal völlig unüberlegt angenommen - vermutlich realistisch wären wohl eher 20 MWh).

Die 50MWh Kerosin werden dann mit einem Wirkungsgrad von 50 Prozent verbrannt (auch das ist einfach mal angenommen).

Wenn wir irgendwann mal nicht mehr wissen wohin mit dem erneuerbaren Strom kann man sowas ja machen. Effizient ist es nicht.

Unmöglich aber auch nicht!

Es gab dazu (innerhalb der letzten 18 Monate) einen fundierten Artikel im PuF-Heft. Nach meiner Erinnerung so gut, dass ich mir vornahm, ihn noch mal in Ruhe zu lesen. Über die Online-Suche finde ich ihn nicht binnen 5 Minuten. Weiß jemand noch Heft & Titel? Insbesondere ging es um Wasserstoff-Antriebe.

23. Mai 2020: Von Carsten G. an Chris _____ Bewertung: +1.00 [1]

Ich habe versucht nachzuweisen, dass in einem komplett CO2-freien Szenario der Strom nicht teurer werden muss; selbst Photovoltaik/Wind kann gespeichert werden und über intelligente Lastverschiebung oder Speicherung eben KEINE MEHRKOSTEN erzeugen. Du meinst, ich hätte nachgewiesen, dass Strom teurer werden muss - muss er eben nicht. Er ist günstiger als Atom-Strom, vergleicht man gleiches mit gleichem - also ein heute errichtetes Kraftwerk.

Trotzdem reichen PV/Wind nicht für die Autarkie des Landes - daher braucht es Importe - so wie heute auch, nur deutlich weniger prozentual und absolut. In 2050 werden wir 45% weniger Primärenergie als zum 2015er Niveau benötigen. Die daraus resultierenden Importe können künftig CO2-frei als H2 oder eben weiterverarbeitet importiert werden.

Zur Frage der Effizienzen, da ja angeblich so viel Energie verloren geht: Well-to-wheel Effizienz bedeutet eben die Effizenz von der Quelle der Energie bis zur Verwertung (wieviel der aufgewendeten Energie wird zur Fortbewegung genutzt):

1. Diesel PKW über Erdöl: 22% (heutige Situation)

2. Otto-Motor PKW über Grünstrom, Elektrolyse und E-Fuel: 13%

3. Elektroauto mit grünem Strom: 77%

4. LKW mit Brennstoffzelle: 51%

Genau diese Effizienz meinte ich, als ich über die Verbrenner sprach und sicherlich liegen die Lycosaurier noch mal wesentlich unterhalb eines modernen Diesel-PKWs. Daher macht es wohl überhaupt keinen Sinn, aus Effizenzgesichtspunkten den Verbrenner nach vorne zu stellen.

Zurück zur Kraftwerksgrößen und Effizienzen: die Verluste durch Ein- und Ausspeichern liegen bei Großspeichern (Tesla Australien, M5BAT Aachen, etc.) im niedigen einstelligen Prozentbereich; also fast zu vernachlässigen. Kannst aber gerne weiter behaupten, dass es massive Effizienzverluste gibt - stimmt nur eben nicht!

Zum Wasserstoff-Flugzeug hier die Infos zu dem aus meiner Sicht sehr fortgeschrittenen Projekt:

https://www.zeroavia.com/

https://robbreport.com/motors/aviation/hydrogen-engine-future-aviation-2922721/

23. Mai 2020: Von Chris _____ an Carsten G.

Carsten: du scheinst ja ganz gut die aktuelle Situation inkl. Zahlen zu kennen.

Wie hoch wäre denn der benötigte Invest in GWh und EUR (sagen wir Li-Ionen-Akkus als Technologie), um auf Regelenergie komplett verzichten zu können? Nur mal so ne Größenordnung?

23. Mai 2020: Von Carsten G. an Chris _____

Man kann auf Regelenergie nicht "verzichten"...

Irena spricht von 100 bil. EUR für die weltweite THG-Reduktion um 70% bis 2050 und weitere 20 bil. für nahe 100% Reduktion. Das ist allerdings kein "Lost Capital" oder Kosten, sondern beziffert die erforderlichen Investitionen - quasi Umverteilung zu Technologie Anbietern. Es freuen sich: Siemens Gamesa, NEL Hydro, Nikola Trucks, Ballard, Powercell, etc.

23. Mai 2020: Von Chris _____ an Carsten G.

Man kann auf Regelenergie nicht "verzichten"...

Warum? Wo Speicherung doch kein Problem sein soll?

Dann müsste man doch alles mit Basislast- und PV/Wind/Wasser - also jedenfalls dem günstigsten Erzeuger - abdecken können. Warum gibt's denn noch Gaskraftwerke für Regelenergie und Dieselgeneratoren für Blackstarts? Warum nicht einfach den "großen See" mit Li-Ionen, immer billig reinpumpen und rausholen was gerade gebraucht wird?

Ich dachte immer: weil elektrische Energie eben nur "mit dem Teelöffel", also in geringen Mengen, wirtschaftlich speicherbar ist.

Deutschland hat etwa 12 GW Regelleistung, ich weiß nicht für welchen Zeitraum man die braucht, aber nehmen wir mal einen halben Tag, dann würden grob 150 GWh Li-Ionen ausreichen, und wir wären den kompletten Swing im Strompreis los, es wäre egal, wann man einspeist oder verbraucht. Richtig? Was kosten 150 GWh in Li-Ionen? So etwa 150 Milliarden EUR? Das ist ja billiger als eine Bankenrettung :-)

Disclaimer: ich bin kein Experte und dankbar für Korrekturen/Hinweise.

23. Mai 2020: Von Chris _____ an Chris _____

...und was die Diskussion über Flugzeugmotoren betrifft: da ist die Leistungsdichte von Kolbenmotoren und Turbinen, die Energiedichte von Benzin und Kerosin, kombiniert mit dem einfachen Handling und der Tatsache, dass man das Oxidationsmittel nicht mitschleppen muss, so zimelich unschlagbar. JEDE andere Technologie hat signifikante Hürden, bevor sie in diesem Punkt konkurrenzfähig wird. Aber es ist auch gar nicht nötig, primär aufs Flugzeug zu schauen. Man kann ja auch erstmal andere Probleme lösen, wo die Anforderungen nicht ganz so komplex sind.

> Was kosten 150 GWh in Li-Ionen? So etwa 150 Milliarden EUR? Das ist ja billiger als eine Bankenrettung :-)

Ich würde in der Antwort hinter Carsten zurücktreten. Aber überschlage doch mal: Sagen wir, bei einem E-Auto mit 50 kWh kostet der Akku 15.000 Euro. Passt etwa. Dann kostet die kWh 300 Euro. Der 0,5-kWh-Ebike-Akku müsste etwa 150 Euro "nackt" kosten. Wir sind in der richtigen Dimension.

Also kosten die von Dir angefragten 150 GWh etwa 45 Milliarden Euro. Ja, billiger als Bankenrettung oder deutscher Beitrag zu "Corona-Party für Europa i.H.v. 500 Mrd". Carsten bezog sich nicht auf die Anschaffungskosten des Speichers, sondern auf die Kosten je gelieferter kWh, bis das Ding kaputt ist - also wesentlich ökonomisch zielführender.

Deine 150 Mrd. sind also in der Größenordnung nicht ganz falsch. Wo ich nicht ganz mit meinen Küchenzahlen bei Carsten bin: Wenn die kWh Kapazität 300 Euro kostet, und 1000 Zyklen "gehen", dann sind das 30 Ct / kWh. Da fehlt noch Faktor 3 zu den von Carsten genannten 10 Cent. Erklärungsmöglichkeiten:

  • Meine 15.000 für 50 kWh sind falsch
  • Die Dinger schaffen - außerhalb der Extreme betrieben - mehr Zyklen
25. Mai 2020: Von Carsten G. an Georg v. Zulu-eZulu-schwit-Zulu Bewertung: +2.00 [2]

Moin Georg,

die 300-500 EUR stimmen für aktuelle Daten, die 1000 Zyklen sind maximal pessimistisch. Die Investitionskosten bei neuen Akkus werden sich in den kommenden Jahren Richtung 150 EUR/kWh entwickeln.

Die Zyklenzahl in der Primärregelleistung liegen jenseits der 10.000 bei Autobatterien, die für die BEV mit 80% Kapazität nicht mehr ausreichen - eben "second-life"-Batterien. Es wird vermutet, dass diese Batterien, die nur minimal pro Zyklus belastet werden, über Jahrzehnte funktionieren können - Tests laufen derzeit. Wohlgemerkt - diese Akkus sind eigentlich schon aus Sicht des BEV "Schrott", das Auto (oder das Fahrrad) braucht die 80%, damit sinken die Investitionskosten gegen Null.

In der Sekundärregelleistung geht die Zyklenzahl etwas zurück, da die Batterie pro Zyklus mehr in Anspruch genommen wird.

Auch das ist keine allumfassende Lösung für die Energiewende, aber eben ein wichtiger Baustein. Solche Bausteine braucht es eben viele, Strom wird eben nicht mehr aus dem einen grossen Kohlemeiler kommen, sondern aus einer Vielzahl unterschiedlicher Erzeugungs- und Speicheroptionen: Digialisierung - Dezentralisierung - Decarbonisierung - das sind die Stichworte.

25. Mai 2020: Von Carsten G. an Carsten G. Bewertung: +2.00 [2]

... Demokratisierung der Energieproduktion kommt noch dazu!

Interessanter Exkurs: in Kalifornien ist die Kombination Photovoltaik + Speicher wirtschaftlich so interessant, dass sich viele, die es sich leisten können, fast gänzlich aus dem allgemeinen Versorgungs-System verabschieden können. Damit muss das öffentliche Netz immer mehr durch diejenigen "bezahlt" werden, die am unteren Ende der Vermögensskala liegen und dieser Trend hält an. Der Versorger PG&E wurde per Dekret verpflichtet, ca. 1 Mrd. US$ für Projekte zur Verfügung zu stellen, die eher der Unterschicht zugute kommen; Photovoltaik-Anlagen auf Schulen in einfachen Gegenden, Zuschüsse für Speicher, etc. Damit soll dem Trend entgegengewirkt werden.


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