Energiespeicher, QUO VADIS? 1, 2

lonsome hat geschrieben:Für mich sehe ich da eher eine Zukunft in einer umweltschonenden Erzeugung von Strom durch Kernfusion. Damit könnten auch grüne Treibstoffe hergestellt werden, die leicht zu transportieren und nachzufüllen sind, die keine riesige Leitungsstruktur brauchen etc..

Das kann man auch mit Solar und Wind, wenn zuviel da sind. Kernfusion als normal genutzte Kraftwerke wirst du nur erleben, wenn du noch sehr jung bist.

Ich hab letztens gelesen, daß sie Gewichte in alten Bergwerken heben und senken wollen als Speicher. Ich hatte ähnliche Ideen aber mit Wasser. Die Pumpspeichertechnologie sollte sich doch relativ einfach auf dieses Gefälle umsetzen lassen. Evt. könnte man beim Hochpumpen auch noch eine Wärmepumpe mitbetreiben.

lonsome hat geschrieben:Über eine Kraft-Wärme-Kopplung kann man Strom und Wärme gewinnen. Aber für ein Womo? Eher untauglich?

Schon jetzt hat jedes Womo eine Kraft-Wärme-Kopplung !

RK

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Hallo,

die Idee mit dem Wasser wurde schon vor 100 Jahren umgesetzt und läuft bis heute: Walchensee Kraftwerk.

Kraft-Wärmekopplung: Ich glaube nicht, dass es gut ankäme, auch nicht bei meinem Geldbeutel, wenn ich den Motor auf einem Stellplatz drei Tage durchlaufen lasse würde.

Die Batterietechnik, ebenso Windräder, halte ich für eine Übergangstechnologie, notwendig, aber nicht wirklich zukunftsträchtig, wenn der Strombedarf weiter steigt.

Gruß
Klaus

lonsome hat geschrieben:die Idee mit dem Wasser wurde schon vor 100 Jahren umgesetzt und läuft bis heute: Walchensee Kraftwerk.

Davon gibt es eine ganze Menge. Ich hab sogar mal eines besichtigt und dann ein Refarat gehalten in der Schule. Der Punkt ist, daß Deutschland, besonders im Norden, kaum entsprechende Höhenunterschiede aufweist. In einem Bergwerk aber gibt es die. Und aufgelassene Kraftwerke gibt es genug.

RK

rkopka hat geschrieben:...
Davon gibt es eine ganze Menge. Ich hab sogar mal eines besichtigt und dann ein Refarat gehalten in der Schule. Der Punkt ist, daß Deutschland, besonders im Norden, kaum entsprechende Höhenunterschiede aufweist. In einem Bergwerk aber gibt es die. Und aufgelassene Kraftwerke gibt es genug.

RK

Die Idee gibt es schon länger:
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rkopka hat geschrieben:......Der Punkt ist, daß Deutschland, besonders im Norden, kaum entsprechende Höhenunterschiede aufweist. In einem Bergwerk aber gibt es die. Und aufgelassene Kraftwerke gibt es genug. RK

Der Haken ist: Sie müssen dicht sein!!! In einem weit verzweigten Stollensystem keine einfache Anforderung!
Gruß Andreas

Antriebsseitig wird es zu einem Wettbewerb der Systeme kommen, der ja auch schon begonnen hat. Aber bezüglich der aktuellen Wohnraumbatterien wird es nichts geben, was LFP ablöst. Das liegt daran, dass sie perfekt sind. Im Gegensatz zum Blei vereinen sie Deep Cycle mit hoher Stromabgabe, sie sind kleiner, leichter und langlebiger. Der entscheidende Grund ist aber ein anderer: 4s LFP passt von der Spannung exakt zu 6s Blei, und hat dabei noch deutlich höhere Toleranzen. Die Spannung ist der Zellchemie geschuldet, und damit ist das reiner Zufall. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine neue Batterietechnik sowohl bessere Eigenschaften hat als auch dieses Spannungsband trifft, sind nahe Null. Dazu ist die Kombination aus Verbrenner und 12V ein Dinosaurier und steht auf der Abschussliste. Für die Restlaufzeit wird es vermutlich noch bessere LFP-Zellen geben, aber keine grundlegend neue Technik.

Gruss Manfred

andwein hat geschrieben:Der Haken ist: Sie müssen dicht sein!!! In einem weit verzweigten Stollensystem keine einfache Anforderung!
Gruß Andreas

Nee. Das eigentliche Problem ist, dass man sie erstmal trockenlegen muss (unbrauchbares Grubenwasser), bevor man das Gefälle für ein Wasserkraftwerk nutzen kann.

In einem in Betrieb befindlichen Bergwerk, dass bis zur letzten Sohle benutzt wird, laufen die Pumpen ständig - und auch bei aufgelassenen Bergwerken muss noch gepumpt werden, damit sich das Grubenwasser (ziemliche Dreckbrühe) nicht mit dem Grundwasser vermischt, da braucht man einen Abstand.

Das dürfte die Energiebilanz eines solchen Gruben-Wasser-Kraftwerks ganz schön ins Minus ziehen. Gleiches gilt für die Idee mit den großen Gewichten im Förderschacht.

Wie jedes Problem ist das bei näherer Betrachtung alles nicht so einfach.

bis denn,

Uwe

fschuen hat geschrieben:Aber bezüglich der aktuellen Wohnraumbatterien wird es nichts geben, was LFP ablöst. Das liegt daran, dass sie perfekt sind. Im Gegensatz zum Blei vereinen sie Deep Cycle mit hoher Stromabgabe, sie sind kleiner, leichter und langlebiger.

Zumindest bei derzeitigem Stand. Vor LiFe hat man das gleiche über Pb gesagt !? Vielleicht ist ja eine der zukünftigen Technologien genauso gut und billiger oder leichter oder brauchen kein Li oder ist weniger temperaturempfindlich ? NiMh/NiCd konnten auch Deep Cycle und hohe Ströme. Nur hatten die mehr Selbstentladung und waren kritischer zu laden.
Hoffen kann man ja.

RK

Jallo,

Na ja, vielleicht wird auch genau dies, dass die LiFePo4 von der Spannung her zur 12 V Architektur passen, der Todesstoß für diese Technik. Ich kann mir bei dem gegenwärtigen Druck nicht vorstellen, dass in 10 bis 15 Jahren noch Womos wie bisher mit Dieselmotoren durch die Gegend fahren bzw. neu zugelassen werden dürfen. Und dann wird die Stromarchitektur ganz anders aussehen. Fahrstrom und Wohnraumstrom werden sicherlich nicht aus zwei Quellen kommen, und dass dann noch 12 V benutzt wird, das glaube ich kaum. Da gibt es ja bereits jetzt im PKW Bereich viele Änderungen.

Gruß
Klaus

lonsome hat geschrieben:Na ja, vielleicht wird auch genau dies, dass die LiFePo4 von der Spannung her zur 12 V Architektur passen, der Todesstoß für diese Technik.
...
Fahrstrom und Wohnraumstrom werden sicherlich nicht aus zwei Quellen kommen, und dass dann noch 12 V benutzt wird, das glaube ich kaum. Da gibt es ja bereits jetzt im PKW Bereich viele Änderungen.

Die 48V Systeme sind aber immer noch rar(?). Und das könnte man einfach mit mehr Zellen erreichen. Auch (alle?) E-PKW haben immer noch 12V Batterien neben der Antriebsbatterie. Und den Antrieb kann man ja auch damit machen. Außerdem kann man immer mit Vielfachen von 3,1V(?) rechnen. Daher zieht das für mich nicht als Argument.

RK

lonsome hat geschrieben:Fahrstrom und Wohnraumstrom werden sicherlich nicht aus zwei Quellen kommen, und dass dann noch 12 V benutzt wird, das glaube ich kaum. Da gibt es ja bereits jetzt im PKW Bereich viele Änderungen.

Das 48V-Bordnetz wird seit 20 Jahren diskutiert und nix passiert. Weil einfach der Entwicklungsaufwand die Einsparung von ein bisschen Kupfer (Leitungsquerschnitte) nicht amortisiert. Unsere Firma hat mal einen E-Motor-Controller für 48V entwickelt, hätte 1000 und eine Anwendung im Auto gehabt - wollte keiner haben. Jetzt treibt das Ding E-Roller und ähnliches an, und einige Kunden verwenden es halt mit 24 V im LKW, das funktioniert auch, ist halt 'n bisschen over-engineered dann.

Die ganze Beleuchtungstechnik ist 12 V, auch die diversen LED-Beleuchtungen im Innenraum, die es inzwischen gibt, sämtliche Stellmotoren sind 12 V, die Steuergeräte sind auf 12 V ausgelegt - das ändert man bei den Produktzyklen im Auto (Sicherheitsvorschriften) nicht mal eben und schon gar nicht ohne Grund.

Und egal, wieviel Volt ein E-Auto-Akku hat - den Rest des Bordnetzes mit 12-V-Technik kann man über einen billigen Step-Down-Regler versorgen. Von daher braucht man gar keine zwei Stromquellen.

bis denn,

Uwe

hoffnungstraeger-fuer-stromnetze-eisen-luft-akku-geht-bald-in-massenproduktion--> Link

RK

Hallo,

Leider zu schwer für Fahrzeuge.

Und warum nicht 230 V Wechselstrom für den Aufbau? Irgendein Kia oder Hyundai wird damit beworben, dass man ihn auch für Partys als Stromquelle nutzen kann. Würde viele Dinge einfacher machen: Geräte für Schlafapnoe, Staubsauger, Akkus laden, ...

Gruß
Klaus

lonsome hat geschrieben:Und warum nicht 230 V Wechselstrom für den Aufbau? Irgendein Kia oder Hyundai wird damit beworben, dass man ihn auch für Partys als Stromquelle nutzen kann. Würde viele Dinge einfacher machen: Geräte für Schlafapnoe, Staubsauger, Akkus laden, ...

Das ist aber auch nichts anderes als ein WR an einem Antriebsakku. Den haben aber unsere Womos noch länger nicht. Wenn es mal soweit ist, wird es das sicher geben. Wobei auch dann noch vieles an 12V sein wird, wahrscheinlich mit einem kleinen 12V Aufbauakku, wie es auch die meisten(?) E-PKW haben.

RK

lonsome hat geschrieben:Und warum nicht 230 V Wechselstrom für den Aufbau? Irgendein Kia oder Hyundai wird damit beworben, dass man ihn auch für Partys als Stromquelle nutzen kann. Würde viele Dinge einfacher machen: Geräte für Schlafapnoe, Staubsauger, Akkus laden, ...

Das wird bei hochpreisigeren Womos (also Individualausbauten, in Serie gibts da in Europa glaub ich nix) und in den USA bei größeren Modellen schon lange so gemacht, dass die ganze Haustechnik die gleiche ist wie im Steinhaus. Also alle Elektrogeräte (Herd, Kühlschrank, Backofen etc. pp.) auf 230 Volt, und dafür halt ne fette Akkubank mit Wechselrichter.

Ist aber in der 3,5 Tonnen Klasse eher undenkbar. Wiegt nämlich richtig, da kannst Du einen großen Teil der freien Zuladung schon mal allein für die Akkus opfern; und die ganzen Hausgeräte sind auch nicht gewichtsoptimiert. Ist also eigentlich nur was für LKW-Fahrgestelle.
Zum Nachladen brauchts dann auch etwas mehr Solar, wiegt auch wieder.

bis denn,

Uwe

Hallo,

dass das in einem kleinen Womo nicht machbar ist, das ist mir schon klar. Aber ich denke, dass für mehr Reichweite und weniger Gewicht andere Möglichkeiten des Energiespeichers kommen werden, siehe Wasserstoff. Und dann wäre es für mich wesentlich unkomplizierter, den Aufbau mit 230 V zu betreiben. Für reinen Akkubetrieb halte ich das im "normalen" Bereich für nicht praktikabel.

Gruß
Klaus

Gerade habe ich einen Artikel gelesen über das erste Auto (aus China, dort wo der Fortschritt gemacht wird) mit Natrium Ionen Akku:

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Das könnte was werden... wenn hier die Entwicklung so schnell geht wie bei Lithium. Es war 2020, als der erste Tesla nur unbedeutend "besser" war in der Ausbeute als der Natrium Ionen Akku in dem neuen China Auto heute. Also wenn in 2 Jahren, 2025, alle noch ihre Lithium-Zellen versuchen zu amortisieren, dann sollte doch hier ein Angebot für Energiespeicher für mobiles Leben bestehen. Und viel, viel günstiger :roll:
Ich halte das für eine hochinteressante Entwicklung.

Dann brauchen wir ja nur noch überleben bis dahin :mrgreen:

Ein Forschungsteam aus Wien und Spanien hat nun eine Sauerstoff-Ionen-Batterie auf Keramikbasis entwickelt.
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RK

Es gibt erste Überlegungen, das benötigte Lanthan durch andere Materialien zu ersetzen...

Liest sich, als ob da noch ein bisschen was zu forschen ist :) Gegen die Herstellung von Lanthan (unter Zuhilfenahme von Fluorwasserstoff) ist der Lithiumabbau geradezu Naturschutz.

bis denn,

Uwe

Hallo,

Und leider das Volumenproblen: 3x mehr Raum für gleiche Speicherleistung. Somit für Zwischenspeicherung von Kraftwerken geeignet, aber nicht für KFZ.

Gruß
Klaus

Obwohl zur Zeit massiv an der Natriumionenbatterie geforscht wir, glaube ich nicht, dass eine solche in den nächsten Jahren im Womo-Bereich einziehen wird. Es gibt zwar das Entwicklungsziel (z.B. von Catl), bis Ende 2023 in etwa die gleiche Kapazität/kg zu erreichen wie LiFePO4-Batterien, aber der Zielmarkt liegt sicher nicht bei 12 V-Batterien, sondern bei Hochvoltbatterien für Automobile.
Automobilbau ist einfach ein viel lukrativerer und größerer Markt

Man hat auch schon bei LiFePO4-Batterien gemerkt, dass diese bezüglich Leistungsfähigkeit enorm weiter entwickelt wurden, aber das betraf m.E. nur Hochvoltbatterien für PKW. Bei 12 V-Batterien habe ich in den letzten Jahren kaum Fortschritte bemerkt. Selbst die Löwen beharren noch auf einer mittlerweile veralteten Technologie. Das liegt bestimmt nicht an den Löwen. Es werden in China bestimmt keine moderneren Zellen als bei den Löwen bzw. Bulltron (etwas moderner) angeboten.

Wenn man die Lage mit der Mikroelektronik vergleicht, dann sind Fabriken mit größeren Detailmaßen nicht stillgelegt worden, sondern produzieren nur eben keine Highend-Schaltkreise mehr wie Prozessoren, DRAMs und Graphikschaltkreise. Es gibt viele Anwendungen, in denen eine solch hohe Integration nicht erforderlich und nicht gewünscht ist.

Ähnlich wird es bei den LiFePO4-Batterien sein. Ein paar Hersteller werden auf Hochvolt-Natriumionen-Batterien umrüsten und die meisten kleineren Hersteller werden einfach LiFePO4-Batterien weiter herstellen, in der Hoffnung, dass die Technologieführer bei den Hochvolt-Batterien bleiben werden, da der Markt für 12 V-Batterien für große Konzerne mit einer Massenproduktion einfach zu klein ist.