Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

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Kamikaze
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Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Hallo zusammen!

Seit etlichen Jahren heize ich mein Haus mit einer "Wärmepumpe" - also einem Konstrukt, das umgekehrt wie ein Kühlschrank funktioniert.
Dabei wird einem natürlichen Medium (in meinem Fall Grundwasser - bei meinem Nachbarn Außenluft) durch einen Wärmetauscher Energie entzogen, welche anschließend durch Kompression über einen anderen Wärmetauscher nutzbar gemacht wird. So ist es mir möglich mit relativ geringem Einsatz an Primärenergie relativ viel Heizwert für mein Gebäude zu erzielen. Ich erreiche so fast des Faktor 5 - kann also mit 1kWh elektrischer Energie ca. 5kWh Heizenergie in mein Haus einspeisen.

Wäre es auf diesem Wege nicht möglich, die Luftwärme in geeigneten Kraftwerken ebenso zu nutzen und so sozusagen "Energie aus dem warmen Klima" zu ziehen, ohne riesige PV-Felder, strahlenden Substanzen oder fossilen Energieträgern?
Natürlich würden diese Anlagen einen Teil ihrer erzeugten Energie selbst verbrauchen, aber das wäre ja kein (großes) Problem, wenn sie sich selbst versorgen und gleichzeitig noch Energie ins Versorgungsnetz eingespeist werden könnte.

Was spricht dafür?
Was spricht dagegen?
Warum wird das noch nicht im großen Stil eingesetzt? (Wo sind die Probleme?)
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Enas Yorl
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Enas Yorl »

Kamikaze hat geschrieben:(18 May 2020, 12:32)Warum wird das noch nicht im großen Stil eingesetzt? (Wo sind die Probleme?)
Das Problem ist der Wirkungsgrad. Ich halte es bewusst einfach, das fachliche Stichwort hierzu wäre der "Carnot-Wirkungsgrad". Dazu aber, werde ich in diesen Thread für Laien keine Vorlesung halten.

Wärmepumpen sind gut darin mit einem kleinen Temperaturgefälle (so bis zu 50°C) arbeiten. Bei höheren Gefälle sinkt der Wirkungsgrad erheblich und damit steigt auch der Energiebedarf. Bei Turbinen, Stirlingmotoren & Co die Wärme in kinetische Energie umwandeln um damit einen elektr. Generator anzutreiben, ist es umgekehrt. Je höher das Temperaturgefälle (so ab 600°C) umso besser der Wirkungsgrad.
Nun ist es so das in deinem Beispiel, deine Wärmepumpe zwar mit 1kWh elektrischer Energie ca. 5kWh Wärmeenergie erzeugt. Aber mit einem so geringen Temperaturgefälle, das sich daraus nicht mit einem rentablen Wirkungsgrad elektrische Energie erzeugen lässt, das dabei am Ende ein Überschuss erzeugt wird.
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Kamikaze
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Enas Yorl hat geschrieben:(19 May 2020, 02:10)
Wärmepumpen sind gut darin mit einem kleinen Temperaturgefälle (so bis zu 50°C) arbeiten. Bei höheren Gefälle sinkt der Wirkungsgrad erheblich und damit steigt auch der Energiebedarf. Bei Turbinen, Stirlingmotoren & Co die Wärme in kinetische Energie umwandeln um damit einen elektr. Generator anzutreiben, ist es umgekehrt. Je höher das Temperaturgefälle (so ab 600°C) umso besser der Wirkungsgrad.
Und was spräche gegen ein mehrstufiges System, das im Einzelnen mit geringen Temperaturgefällen arbeitet und die Nutzung dann in einer Stufe erfolgt?
Andererseits erahne ich die Antwort hierauf schon, wenn ich mir die teils gigantischen Kühltürme manchen konventioneller Kraftwerke ansehe, wo Megawattweise Energie "verballert" wird, weil es sich einfach nicht lohnt sie zu nutzen... :|
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von H2O »

Kamikaze hat geschrieben:(19 May 2020, 07:07)

Und was spräche gegen ein mehrstufiges System, das im Einzelnen mit geringen Temperaturgefällen arbeitet und die Nutzung dann in einer Stufe erfolgt?
Andererseits erahne ich die Antwort hierauf schon, wenn ich mir die teils gigantischen Kühltürme manchen konventioneller Kraftwerke ansehe, wo Megawattweise Energie "verballert" wird, weil es sich einfach nicht lohnt sie zu nutzen... :|
Ja, eine derart blinde Verschwendung von Wärmeenergie ist unerträglich. Aber man muß doch auch sehen, daß moderne Wärmekraftwerke als Kraft-Wärme-gekoppelte Einheiten aufgebaut werden. Die Niederlande betreiben ihre riesigen Gewächshäuser mit dieser "Abwärme", in Bremen wird ein noch sehr neues Kohlekraftwerk so betrieben, und die Müllverbrennungsanlage erzeugt nicht nur Strom, sondern eben auch Wärme (Heizung, Warmes Wasser) für ein großes Stadtviertel. Da fehlen dann ganz einfach die Schornsteine auf den Wohngebäuden.

Aber wir regen uns auf über eine Technik, die in dieser Form mit fossilen Brennstoffen betrieben keine große Zukunft mehr haben wird. Aber Müllkraftwerke und Biogas-Kraftwerke bieten ja auch künftig noch viele Einsatzmöglichkeiten für die Kraft-Wärme-Kopplung!
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Cobra9
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Cobra9 »

Kamikaze hat geschrieben:(19 May 2020, 07:07)

Und was spräche gegen ein mehrstufiges System, das im Einzelnen mit geringen Temperaturgefällen arbeitet und die Nutzung dann in einer Stufe erfolgt?
Andererseits erahne ich die Antwort hierauf schon, wenn ich mir die teils gigantischen Kühltürme manchen konventioneller Kraftwerke ansehe, wo Megawattweise Energie "verballert" wird, weil es sich einfach nicht lohnt sie zu nutzen... :|

Kaskade?

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Kamikaze
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Cobra9 hat geschrieben:(19 May 2020, 08:02)
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Das war mir schon ziemlich klar, als ich dieses Thema erstellt habe. (Warum sonst wäre da noch niemand drauf gekommen das kommerziell zu nutzen?)
Nur das Warum interessiert mich. ;)
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

H2O hat geschrieben:(19 May 2020, 07:40)
Ja, eine derart blinde Verschwendung von Wärmeenergie ist unerträglich. Aber man muß doch auch sehen, daß moderne Wärmekraftwerke als Kraft-Wärme-gekoppelte Einheiten aufgebaut werden. Die Niederlande betreiben ihre riesigen Gewächshäuser mit dieser "Abwärme", in Bremen wird ein noch sehr neues Kohlekraftwerk so betrieben, und die Müllverbrennungsanlage erzeugt nicht nur Strom, sondern eben auch Wärme (Heizung, Warmes Wasser) für ein großes Stadtviertel. Da fehlen dann ganz einfach die Schornsteine auf den Wohngebäuden.
Kraft-Wärme-Kopplung ist natürlich im direkten Vergleich zu Kühltürmen oder Laufwasserkühlung super.
Allerdings ging es mir eher um die Nutzung von frei verfügbarer Wärmeenergie.
Zum Heizen von halbwegs gut gedämmten Gebäuden mit entsprechend ausgelegter "Wärmetauscher-Fläche" (also: sehr großen Heizkörpern, Fußbodenheizung, oä.) funktionieren diese Systeme schon recht gut. Allerdings führt wohl auf absehbare Zeit kein Weg hin zur Wandlung dieser frei verfügbaren Energie in edlere Energieformen wie z.B. Elektrizität. Zwar macht sich Windkraft indirekt diese Energie zu Nutze - allerdings erst über den Umweg "atmospärischer Massenbewegung durch thermodynamische Prozesse" (sprich: Wind).
Das Entziehen "überschüssiger" Energie aus der Atmosphäre und die Umwandlung selbiger in "edle" Energieformen wie z.B. BlueCrude oder Elektrizität, Wasserstoff oä. wäre ja auch ein Schritt im Kampf gegen die Erderwärmung - wenn sie denn funktionieren würde. Bevor es aber soweit ist, dass das globale Klima davon profitieren könnte müsste wiederum erst im "kleinen" erwiesen werden, dass es klappen kann, bzw. wie es klappen kann.

Eine weitere frei verfügbare Energieform wäre Geothermie. Dabei kann das Temperaturgefälle schon recht brauchbar sein. Allerdings wird hier aktuell nur mit "relativ geringen" Temperaturen von ~100-130°C (zumindest bei mir in der Gegend) gearbeitet, und diese Wärme bisher auch "nur" uns Fernwärmenetz eingespeist. Auch hier findet idR. keine Wandlung hin zu "edleren" Energieformen wie z.B. Elektrizität statt.
Gerade in Kombination beider Techniken (Geothermie und Wärmepumpe) sollte es doch möglich sein Temperaturgefälle zu erzeugen, die den effizienten Betrieb von Generatoren ermöglicht, oder nicht? (Vermutlich eher nicht, aber warum nicht?)

Warum fasziniert mich "frei verfügbare Energie" so arg? Sie ist nahezu überall vorhanden und könnte örtlich relativ eng begrenzt genutzt werden, was den Bedarf nach großen Windparks und Solarfeldern, sowie gigantischen Batteriespeichern reduzieren könnte. Auch die Stabilisierung von Stromnetzen (Überbrückung von Dunkelflauten) könnte damit gefördert werden.
Zuletzt geändert von Kamikaze am Di 19. Mai 2020, 09:38, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Cobra9 »

Kamikaze hat geschrieben:(19 May 2020, 09:15)

Das war mir schon ziemlich klar, als ich dieses Thema erstellt habe. (Warum sonst wäre da noch niemand drauf gekommen das kommerziell zu nutzen?)
Nur das Warum interessiert mich. ;)
Ich bin ja auch nur Laie und habe nur rudimentäres Wissen in Maschinenbau und Thermodynamik... Also erleuchte mich. :)

Wurdest Du schon von den Leuten vor mir. Aber das einfachste Argument für mich ist du kannst derzeit den für den Betrieb notwendigen Strom nicht neutral erzeugen und theoretisch brauchst du Kombilösungen.

Bsp kann Geothermie insgesamt eine Chance teilweise sein, wo ja Technik zum Tragen kommt der Wärmepumpen. In Kombination mit anderen Techniken ergeben sich Möglichkeiten.


Beispiel PV einbinden.

Eine Alternative zur Speicherung von Solarstrom in Solarbatterien besteht in der Speicherung der Energie in Thermospeichern. Dazu wird Solarstrom z. B. mit einer Wärmepumpe verwertet, um Brauchwasser zu erhitzen, welches in einem Wärmespeicher (ähnlich einer Isolierkanne) zwischengepuffert wird. Die so gespeicherte thermische Energie wird anschließend nicht in elektrische Energie zurückverwandelt, sondern dem Heizsystem zugeführt oder zur Warmwasserbereitung genutzt. Mit dem Verfall der PV-Modulpreise ist solch ein System oft kostengünstiger als eine Solarthermieanlage und bietet die Flexibilität, sowohl elektrische als auch thermische Energie nutzen zu können.

Aber das ist alles im Moment nicht wirklich in der Breite darstellbar
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Cobra9 hat geschrieben:(19 May 2020, 09:36)
Aber das ist alles im Moment nicht wirklich in der Breite darstellbar
Bevor es im Großen Stil funktioniert, muss es ja zunächst in relativ kleinem Maßstab erprobt und getestet (und ggf. verbessert) werden.
Leider konnte ich zu dem Thema weder brauchbare Studien, noch Pressemitteilungen oder andere Publikationen finden.
Zwar halte ich es für äußerst unwahrscheinlich, dass ich auf eine Idee komme, die noch niemand vor mir hatte, aber mich würde doch interessieren, wo die Problemfelder liegen - optimalerweise nicht nur als kurz-Post, sondern idealerweise in Form eines Links zu einer entsprechenden Studie oder Publikation zum Thema. Auch gescheiterte und/oder eingestellte Experimente würden mich interessieren. :)
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Enas Yorl »

Kamikaze hat geschrieben:(19 May 2020, 07:07)Und was spräche gegen ein mehrstufiges System, das im Einzelnen mit geringen Temperaturgefällen arbeitet und die Nutzung dann in einer Stufe erfolgt?
Weil man für jede Stufe wieder elektrische Energie investieren muss.

Um bei deinen Beispiel zu bleiben. Deine Wärmepumpe erzeugt aus 1kWh elektrischer Energie ca. 5kWh Heizenergie mit einem Niveau auf 60°C. Die nächste Stufe hebt mit weiteren 1kWh elektrischer Energie diese 5kWh Heizenergie auf ein Niveau von 110°C. Das würde so Stufe für Stufe weiter gehen, bis du ein nutzbares Temperaturgefälle von 600°C erreicht hast, welches dann mit einem Wirkungsgrad von ca. 60% verstromt wird. Ich überlasse es dir selbst auszurechnen, wie viel elektrische Energie du investieren musst, und wie viel du heraus bekommst.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Cat with a whip »

Kamikaze hat geschrieben:(19 May 2020, 09:15)

Das war mir schon ziemlich klar, als ich dieses Thema erstellt habe. (Warum sonst wäre da noch niemand drauf gekommen das kommerziell zu nutzen?)
Nur das Warum interessiert mich. ;)
Ich bin ja auch nur Laie und habe nur rudimentäres Wissen in Maschinenbau und Thermodynamik... Also erleuchte mich. :)
Weil Temperatur bzw. auch deren Unterschied eine intensive Größe ist, sie ändert sich mit Größe der Luftmasse nicht.

Ansonsten empfehle ich einen kleinen Ausflug in die Meteorologie und Meereskunde. Dort wurde von der Natur ihr Rad bereits erfunden. Über Luftmassen und Meeresströmungen werden auf ganz natürliche Weise unfassbare Energiemengen in nördliche Breitengrade gefördert.
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Kamikaze
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Enas Yorl hat geschrieben:(19 May 2020, 10:54)
Weil man für jede Stufe wieder elektrische Energie investieren muss.
Ein sehr einleuchtendes Beispiel. Danke dafür! :)
Also scheitert es aktuell daran, dass die Generator-Kraftmaschinen zu hohe Temperaturen benötigen für ein solches System, oder habe ich da was falsch verstanden?
Was spricht gegen die Nutzung von Niedertemperatur-Systemen?
Klingt jetzt vielleicht doof, aber die Dampfmaschine, die ich als Kind hatte, lieferte schon bei ~130°C "nutzbare" Leistung...
Selbst, wenn Systemweit "nur" eine Arbeitszahl von 1,1 (also für 1kWh investierte el. Energie werden 1,1kWh el. Energie "erzeugt") heraus käme, könnte sich das System zumindest energetisch selber tragen und die frei verfügbare "Naturwärme" nutzen... Dass es evtl. noch eine größere Arbeitszahl braucht, um auch wirtschaftlich rentabel zu werden sehe ich zwar ein, aber daran könnte ja gearbeitet werden...
Zuletzt geändert von Kamikaze am Di 19. Mai 2020, 11:35, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Cat with a whip hat geschrieben:(19 May 2020, 11:26)

Weil Temperatur bzw. auch deren Unterschied eine intensive Größe ist, sie ändert sich mit Größe der Luftmasse nicht.

Ansonsten empfehle ich einen kleinen Ausflug in die Meteorologie und Meereskunde. Dort wurde von der Natur ihr Rad bereits erfunden. Über Luftmassen und Meeresströmungen werden auf ganz natürliche Weise unfassbare Energiemengen in nördliche Breitengrade gefördert.
Ich verstehe Ihren Post leider nicht... :?:
Natürlich sind mit natürliche Phänomene wie Meeresströmungen, Winde, etc. bekannt, aber welche Verbindung haben diese Phänomene mit der Idee frei verfügbare Wärmeenergie in nutzbare "edle" Energie um zu wandeln?
Winde werden ja schon genau dafür genutzt. Bei Meeresströmungen ist man da noch nicht ganz so weit...
Meine Idee war ja sich den Umweg über diese natürlichen Resultate der "freien Wärmeenergie" zu umgehen.
Zuletzt geändert von Kamikaze am Di 19. Mai 2020, 11:36, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Cat with a whip »

Kamikaze hat geschrieben:(19 May 2020, 11:31)

Ich verstehe Ihren Post leider nicht... :?:
Man kann Temperaturgefälle einer gleichen Basistemperatur leider prinzipiell nicht kaskadieren. Das sollte es bedeuten. Wenn man zu einem Liter 30°C warmes Wasser einen weiteren Liter 30°C warmes Wasser schüttet hat man zwar die Energiemenge über die Masse verdoppelt, aber nicht die Temperatur.

Oder was meinten Sie mit kaskadieren?
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Cat with a whip hat geschrieben:(19 May 2020, 11:35)

Man kann Temperaturgefälle einer gleichen Basistemperatur leider prinzipiell nicht kaskadieren. Das sollte es bedeuten. Oder was meinten Sie mit kaskadieren?
Natürlich kann man das. Es ist ja "nur" eine Frage des Energieerhaltungssatzes: Um z.B. (fiktive Zahlen - bin gerade zu faul den spezifischen Energiegehalt der verschiedenen Medien zu googlen) 1l Wasser auf der Verbraucherseite um 1°C zu erwärmen muss man 200m³ Außenluft um 1°C abkühlen. Oder: Um 1l Wasser auf der Verbraucherseite um 1°C zu erwärmen muss man 100m³ Außenluft um 2°C abkühlen. Oder um 1kWh nutzbare Energie auf der Abgabe-Seite zu erhalten muss man dem Primärmedium diese 1kWh + Verbrauch des Aggregats entziehen.
In einer Kaskade würde das bedeuten: Eprim = EAgg1 + EAgg2 + EAggx + EAbgabe
Alles Andere wäre eine Frage der Leistung. Die einzelnen Aggregate müssten natürlich darauf ausgelegt sein - also z.B. müsste bei einer Verdopplung des Energiegehalts des Sekundärmediums die Durchflussmenge an Primärmedium (bei gleichem spezifischen Energiegehalt) doppelt so hoch sein, wie auf der Sekundärseite.
Also um beim stark vereinfachten Beispiel von oben zu bleiben:

Außenluft -> Aggregat 1
Außenluft -> Aggregat 2 } Aggregat 4 (ca. dreifache Leistungsabgabe von Aggregat 1-3)
Außenluft -> Aggregat 3

Natürlich ist die Lösung aus Ingenieurssicht unschön, weil jede Stufe wieder Verluste mit sich bringt und eine potentielle Fehlerquelle ist, aber in engem Rahmen wäre das durchaus machbar.
Unterm Strich bleibe ich aber dabei: Solange die Abgabeenergie des Systems nur um eine Winzigkeit größer ist, als die aufgewendete Energie für den Betrieb würden sich doch zumindest Forschungen in diese Richtung lohnen. Warum also finde ich dazu nichts?
Fusionsreaktoren laufen ja aktuell auch (noch) endotherm - brauchen also mehr Energie als sie abgeben. Warum wird an so etwas hochkomplexen seit Jahrzehnten geforscht und gleichzeitig nichts zu so "einfachen" Systemen publiziert? Zu uncool?
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Cat with a whip »

Kamikaze hat geschrieben:(19 May 2020, 11:56)

Natürlich kann man das.
Dann sollten Sie erstmal ausführen wie sie das praktisch anstellen wollen. Wo nehmen sie das Temperaturgefälle her? Wie bewegen Sie die Massen? Und wohin?
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Enas Yorl »

Kamikaze hat geschrieben:(19 May 2020, 11:29)Also scheitert es aktuell daran, dass die Generator-Kraftmaschinen zu hohe Temperaturen benötigen für ein solches System, oder habe ich da was falsch verstanden?
Wenn man einen hohen Wirkungsgrad haben will, Ja.
Kamikaze hat geschrieben:(19 May 2020, 11:29)Was spricht gegen die Nutzung von Niedertemperatur-Systemen?
Ihr geringer Wirkungsgrad.
Kamikaze hat geschrieben:(19 May 2020, 11:29)
Klingt jetzt vielleicht doof, aber die Dampfmaschine, die ich als Kind hatte, lieferte schon bei ~130°C "nutzbare" Leistung...
Selbst, wenn Systemweit "nur" eine Arbeitszahl von 1,1 (also für 1kWh investierte el. Energie werden 1,1kWh el. Energie "erzeugt") heraus käme, könnte sich das System zumindest energetisch selber tragen und die frei verfügbare "Naturwärme" nutzen... Dass es evtl. noch eine größere Arbeitszahl braucht, um auch wirtschaftlich rentabel zu werden sehe ich zwar ein, aber daran könnte ja gearbeitet werden...
Aktuell kannst du bei einem Temperaturgefälle von etwa 50°C, mit etwa einen Wirkungsgrad von 4 - 6% an erzeugter elektrischer Leistung rechnen. Bei 1kWh eingesetzter elektrischer Energie in ca. 5kWh Heizenergie also etwa 200 bis 300 Wh. Das wäre ein energetisches Verlustgeschäft, von den finanziellen Kosten ganz zu schweigen. Was dir da vorschwebt an Niedrigtemperaturwandlung mit hohen Wirkungsgrad ist so etwas wie der heilige Gral in der Energietechnik. Da träumen viel davon, und es wird auch kräftig geforscht und optimiert. Aber ganz ehrlich, ein absehbarer Erfolg ist hier nicht in Sicht.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Enas Yorl hat geschrieben:(19 May 2020, 12:23)
Aktuell kannst du bei einem Temperaturgefälle von etwa 50°C, mit etwa einen Wirkungsgrad von 4 - 6% an erzeugter elektrischer Leistung rechnen. Bei 1kWh eingesetzter elektrischer Energie in ca. 5kWh Heizenergie also etwa 200 bis 300 Wh. Das wäre ein energetisches Verlustgeschäft, von den finanziellen Kosten ganz zu schweigen. Was dir da vorschwebt an Niedrigtemperaturwandlung mit hohen Wirkungsgrad ist so etwas wie der heilige Gral in der Energietechnik. Da träumen viel davon, und es wird auch kräftig geforscht und optimiert. Aber ganz ehrlich, ein absehbarer Erfolg ist hier nicht in Sicht.
Verstehe. Haben Sie zu dem Thema irgendwelche aktuellen Studien, Forschungsergebnisse, Experiment, oä. wo ich mir dahingehend zusätzliches Wissen zum aktuellen Stand aneignen kann?
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Cat with a whip »

Am Perpetuum mobile wird schon lange geforscht, jaja.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Cat with a whip hat geschrieben:(19 May 2020, 12:11)

Dann sollten Sie erstmal ausführen wie sie das praktisch anstellen wollen. Wo nehmen sie das Temperaturgefälle her? Wie bewegen Sie die Massen? Und wohin?
Und abermals weiß ich nicht, worauf Sie hinaus wollen...
Es geht um die Nutzung freier, natürlich vorkommender Energie bzw. deren Umwandlung in edle bzw. nutzbare Energieformen wie z.B. Elektrizität.
Das Temperaturgefälle soll durch eine Kompressions-Wärmetausch-Maschine ähnlich einer handelsüblichen Wärmepumpe erzeugt werden.
Massen will ich möglichst gar nicht (sprich: so wenig wie möglich aber so viel wie nötig) bewegen. Der Transport von Masse ist immer mit Energieaufwand verbunden. Im Zuge der Effizienz sollte man das also nicht übertreiben. Das macht schon die Natur, um Temperaturgefälle durch Durchmischung aus zu gleichen. :?
Am Perpetuum mobile wird schon lange geforscht, jaja.
Ein Perpetuum mobile ist eine ewig laufende Maschine, die ohne Energiezufuhr von Außen funktioniert. So ein Konstrukt kann gemäß dem Energieerhaltungssatz nicht funktionieren.
Meine Idee hingegen wäre explizit sogar große Mengen von Energie zu zu führen - nämlich aus einem frei verfügbaren Medium (z.B. Luft), welches abgekühlt wird und so einen Anteil der "gebundenen" Wärmeenergie in das System abgibt. ;)
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Cat with a whip »

Kamikaze hat geschrieben:(19 May 2020, 13:14)

Und abermals weiß ich nicht, worauf Sie hinaus wollen...
Auf ihren Blödsinn. Welche Energie wollen sie wo wie anzapfen und das wie technisch bewerkstelligen. Wie wollen sie die tropisch warme Luft nach Norden transportieren. Wieviel Energie kostet das. Woher nehmen sie diese. Und was bedeudet dort Kaskadierung. Das ist alles Quatsch.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Cat with a whip hat geschrieben:(20 May 2020, 00:31)

Auf ihren Blödsinn.[...]
Tut mir leid - wenn Sie des lesens und verstehens meiner Posts nicht in der Lage sind, weiß ich nicht, was ich ihnen hier antworten soll...
Das was Sie hier schreiben hat jedenfalls mit meiner ursprünglichen Intention nicht das geringste zu tun - wie in meinen vorangegangenen Antwort auch bereits klar gestellt wurde.

Nebenbei: Was würde es bringen "warme Luft nach Norden zu pumpen"?
Es geht hier um die Erzeugung nutzbarer, "edler" Energie aus vorhandener, frei verfügbarer Wärmeenergie.
Allenfalls wäre in diesem Zusammenhang noch das Thema "Updraft-Tower" eine Möglichkeit mich misszuverstehen, wobei ich denke ich meine Idee bereits im Eingangsposting ziemlich deutlich erörtert habe. Kann es sein, dass Sie jeweils nur den letzten post lesen und sich daraus etwas zusammenreimen wollen? :?:
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von H2O »

@ Kamikaze
Ich versuche es einmal mit einem Gedankenexperiment. Die Wärmeenergie eines Liters Wasser können Sie selbstverständlich auf eine höhere Temperatur bringen. Dann fügen Sie eben von außen Energie elektrisch dazu. Ist wirklich nicht Überraschendes; macht Mutter jeden Tag am Herd.

Bei der Wärmepumpe entnehmen Sie 100 Liter Wasser Energie, indem Sie dieses Wasser um eine Temperaturdifferenz abkühlen und dafür sagen wir einmal verlustfrei 50 Liter Wasser um die doppelte Temperaturdifferenz erwärmen. Das passiert aber nicht von allein, sondern mit Hilfe einer Wärmepumpe, die natürlich äußere Energie aufnimmt... fast so wie Mutters Kochtopf. Aber der Prozeß bewegt die Wärme aus den 100 Liter Wasser in die 50 Liter Wasser, und die Pumpenergie ist deutlich geringer als die, die Mutter ihrem Kochtopf zuführt. Energie haben Sie überhaupt nicht gewonnen, im Gegenteil haben Sie in der Pumpe unwiederbringlich Energie verbraucht, aber die höhere Temperaturdifferenz ist nützlich zur Gebäudeerwärmung. Die 100 Liter abgekühlten Wassers soll die Natur doch wieder erwärmen, etwa durch Sonneneinstrahlung oder Erdwärme. Kostet Sie gar nichts und die Natur hat's ja. Mit dem bißchen Pumpenergie hätten Sie Ihr Haus niemals angenehm wohnlich erwärmt. Sie ist aber auch ansonsten nutzlos verbraucht. Bestimmt wird ein pfiffiger Pumpenbauer die Abwärme der Pumpe den 100 Liter Wasser zufügen, bevor er die Wärme des Wassers und die der Pumpe zur Heizung seiner Wohnung nutzt, aber im Prozeß maßgeblich ist die höhere Temperatur der geringeren Menge Wasser.

Jetzt könnten Sie theoretisch immer so weiter machen, bis Sie das Wasser, vielleicht nur noch 1 Liter, zum Kochen bringen. Gewonnen haben Sie immer noch nichts, aber große Energiemengen Pumpenergie eingesetzt, um aus abgekühlten 100 Liter Wasser einen einzigen Liter Heißwasser zu erzeugen. Fast möchte ich wetten, daß Sie mit der verbrauchten Pumpenergie in den vielen Pumpstufen auch gleich den einen Liter Wasser hätten zum Kochen bringen können.

Ein anderer Teilnehmer hatte das Verfahren mit seinen Worten schon ganz weit oben so erklärt.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

H2O hat geschrieben:(20 May 2020, 08:53)
Fast möchte ich wetten, daß Sie mit der verbrauchten Pumpenergie in den vielen Pumpstufen auch gleich den einen Liter Wasser hätten zum Kochen bringen können.
In diesem speziellen Fall würden Sie die Wette wahrscheinlich verlieren. :D
Natürlich wird bei dem Prozess keine Energie aus dem Nichts gewonnen. Viel mehr will ich die "eh von Mutter Natur erzeugte/gespeicherte" Energie nutzbar machen.
Im konkreten Beispiel meines Hauses setze ich ja "nur" 1kWh elektrische Energie ein, um 5kWh nutzbare Wärmeenergie zu "erzeugen" (sprich: der Umwelt zu entnehmen).
Diese Arbeitszahl (das Verhältnis zwischen eingesetzter Energie und abgegebener/nutzbarer Energie) wird natürlich schlechter, je höher die Abgabetemperatur ist - ist blöd, aber ist so.
Damit ist ein Wärmepumpensystem aktuell nicht dazu in der Lage die notwendigen extrem hohen Temperaturen für den effizienten Betrieb z.B. einer Dampfturbine mit positiver Energiebilanz zu liefern. (Das wusste ich eingangs nicht, wurde mir aber dankenswerterweise hier im Strang schon erklärt.)
Trotzdem ist die Wärmepumpe in der Lage mit positiver Energiebilanz (bzw. einer Arbeitszahl > 1; ~5) mein Haus zu heizen (Heizungsvorlauf ~50°C) und auch Warmwasser zu bereiten (heizt einmal die Woche den Speicher auf >75°C auf um Keime ab zu töten). Gemäß meinem Stromzähler, sowie der spezifischen Energiekapazität von Wasser in meiner Formelsammlung komme ich während dieser Keimtötungsphase immer noch auf eine Arbeitszahl von > 3. Das Bedeutet, dass ich für ca. 3kWh Energie in meinem Boiler "nur" 1kWh elektrische Energie aus dem Stromnetz entnehmen muss. Das ist natürlich schlechter als die durchschnittliche Arbeitszahl (sogar bedeutend schlechter), aber ich gehe davon aus, dass auch bei einer Aufheizung auf 100°C (kochend) die Arbeitszahl noch immer >1 wäre. Dementsprechend würde "mein" Wasser kochen, während das auf Ihrem Herd noch nicht blubbert.
Leider kann ich die Probe aufs Exempel hier nicht machen, da der Heizungsbauer meinte, da würde der Boiler Schaden nehmen, weil der nicht für nennenswerten Dampfdruck gemacht sei, und eine Bombe will ich dann auch nicht im Keller stehen haben (insbesondere, wenn ich daneben stehe und das Experiment durchführe)... :?

Aktuell könnte man also milchmädchenhaft rechnen: Ich kühle die Umwelt ab, um mein Haus zu heizen.
Bei näherer Betrachtung ist das natürlich Blödsinn, weil die Wärme ja auch wieder nach Außen entweicht - ergänzt durch die Abwärme der Aggregate, Leitungen, etc.
In Wahrheit ist es also immer noch ein Minus-Geschäft für die Umwelt - wenn auch ein wesentlich geringeres, als z.B. eine Ölheizung.
Es ging mir eingangs darum, diesem Minus-Geschäft zu einer positiven Bilanz zu verhelfen, indem man mit der "natürlichen Wärme" nicht nur ein Haus heizt, sondern einen Generator betreibt - also sozusagen die Umwelt abkühlt und aus dieser Wärmeenergie Strom erzeugt.
Dass das mit aktueller Technik nicht funktionieren kann ist mir inzwischen bewusst. Leider. :|
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Ebiker »

Cobra9 hat geschrieben:(19 May 2020, 09:36)


Aber das ist alles im Moment nicht wirklich in der Breite darstellbar
Vor allem ist es monetär nicht darstellbar. Der Grundirrtum aller dieser Freie Energie Jünger ist frei verfügbar mit kostenlos zu verwechseln. Die Nutzung dieser Energien erfordert ganz erhebliche investitionen. Je niedriger der Wirkungsgrad desto höher. Nicht umsonst ist hierzulande Geothermie die teuerste Art Energie zu gewinnen.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von H2O »

Ebiker hat geschrieben:(21 May 2020, 08:57)

Vor allem ist es monetär nicht darstellbar. Der Grundirrtum aller dieser Freie Energie Jünger ist frei verfügbar mit kostenlos zu verwechseln. Die Nutzung dieser Energien erfordert ganz erhebliche investitionen. Je niedriger der Wirkungsgrad desto höher. Nicht umsonst ist hierzulande Geothermie die teuerste Art Energie zu gewinnen.
Das mag für großtechnische Anlagen stimmen; der Siegeszug der Wärmepumpe zur Gebäudeheizung ist doch aber gar nicht zu übersehen! Was ist das anderes als Geothermie? Vielleicht, weil sich diese Technik ganz offenbar bezahlt macht?
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Ebiker »

H2O hat geschrieben:(21 May 2020, 09:23)

Das mag für großtechnische Anlagen stimmen; der Siegeszug der Wärmepumpe zur Gebäudeheizung ist doch aber gar nicht zu übersehen! Was ist das anderes als Geothermie? Vielleicht, weil sich diese Technik ganz offenbar bezahlt macht?
Darum ging es dem TE aber nicht
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von H2O »

Ebiker hat geschrieben:(21 May 2020, 09:58)

Darum ging es dem TE aber nicht
Das ist klar; irren ist menschlich. Ein wichtiger Zweig der Geothermie bleibt das Verfahren zur Gebäudeheizung auf jeden Fall.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Ebiker »

H2O hat geschrieben:(21 May 2020, 09:23)

Das mag für großtechnische Anlagen stimmen; der Siegeszug der Wärmepumpe zur Gebäudeheizung ist doch aber gar nicht zu übersehen! Was ist das anderes als Geothermie? Vielleicht, weil sich diese Technik ganz offenbar bezahlt macht?
Rein von den Verkaufszahlen mag das stimmen, viele Anlagen bringen aber nicht das was die Hersteller versprechen. Vom Lärmproblem mal ganz abgesehen.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von H2O »

Ebiker hat geschrieben:(21 May 2020, 10:10)

Rein von den Verkaufszahlen mag das stimmen, viele Anlagen bringen aber nicht das was die Hersteller versprechen. Vom Lärmproblem mal ganz abgesehen.
Als Lärmquelle sind mir bisher nur die Umluft-Wärmepumpen aufgefallen. Ich hatte ein solches Gerät in einem Ferienhaus auf Pantelleria im Winter. Das Haus war klein, die Wärmepumpe auch nichts besonders Klobiges. Ging vom Lärm her noch so, aber "geräuschlos" geht sicher anders.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Ebiker »

Das sind aber die meistverkauften Modelle. Die Lärmvorschriften sind viel zu lax, auch in D.Preiswerte Geräte fangen schnell an zu lärmen.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Ebiker hat geschrieben:(21 May 2020, 10:10)
Vom Lärmproblem mal ganz abgesehen.
Ich betreibe eine Grundwasserwärmepumpe. Diese ist im Betrieb nur marginal lauter als ein laufender Kühlschrank. Da ist buchstäblich das Schütz (Automatik-Schalter) beim Anlaufen die lauteste Geräuschquelle. :cool:
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Enas Yorl »

Ebiker hat geschrieben:(21 May 2020, 08:57)Vor allem ist es monetär nicht darstellbar. Der Grundirrtum aller dieser Freie Energie Jünger ist frei verfügbar mit kostenlos zu verwechseln.
Dem Threadersteller ging es nicht um freie Energie, es war vielmehr ein bei Laien verständliches Missverständnis. Ausgehend von der Modellrechnung mit 1kWh elektrischer Energie ein Reservoir von 5kWh Wärmeenergie zu erzeugen. Das funktioniert auch, aber um den Preis das die Erzeugung des Wärmeenergiereservoirs mit einer Entropiezunahme bezahlt wird. Diese Entropiezunahme verhindert auch einen nützlichen Wirkungsgrad, beim Versuch dies wieder mit Gewinn in elektrische Energie umzuwandeln. Der "Zweite Hauptsatz der Thermodynamik" ist den meisten Laien nicht bekannt, und auch nicht so leicht zu vermitteln.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Enas Yorl hat geschrieben:(21 May 2020, 15:25)

[...]Entropiezunahme [...] "Zweite Hauptsatz der Thermodynamik" [...]
Das sind zwei sehr interessante Schlüsselworte gewesen. Besten Dank! :D :thumbup:
Nun muss ich die Rechnungen und Hintergründe nur noch verstehen lernen. Beim einmaligen überfliegen des entsprechenden Wikipedia-Artikels sieht das ziemlich komplex aus... :?
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Cobra9 »

H2O hat geschrieben:(21 May 2020, 09:23)

Das mag für großtechnische Anlagen stimmen; der Siegeszug der Wärmepumpe zur Gebäudeheizung ist doch aber gar nicht zu übersehen! Was ist das anderes als Geothermie? Vielleicht, weil sich diese Technik ganz offenbar bezahlt macht?

Ähmmm noch machen Wärmepumpen nicht den großen Teil am Markt aus bzw. in der Verbreitung.

Öl & Gas sind immer noch am weitesten verbreitet.


https://www.thermondo.de/info/waermewen ... eizstudie/

https://de.statista.com/infografik/1138 ... ietraeger/


Siegeszug der Wärmepumpe :?:

Unter 3% ist jetzt bestimmt nicht gerade ein Siegeszug.
Dazu ist es elementar die richtige Wärmepumpe auszuwählen, das Gebäude muss geeignet sein usw.

Außerdem bitte preislich ist eine Wärmepumpe nicht immer die beste Wahl.

Um einen sehr guten Wirkungsgrad zu erreichen, spielen verschiedene Faktoren zusammen.

Beispiel.

Hersteller gehen bei ihrer Produktbeschreibung oft von optimalen Voraussetzungen aus. In der Praxis treten dann höhere Stromkosten auf als vorab kalkuliert. Oder Tarife fallen weg, variieren.

Nächste Seite ist das Gebäude. In Neubauten wo alles planbar ist und man bei ausreichend finanziellen Mitteln dementsprechend auch Dämmung usw. einbauen kann ist ne Wärmepumpe teilweise ne Idee.

In schlecht gedämmten Altbauten mit Heizkörpern, die eine hohe Vorlauftemperatur benötigen, kann eine Wärmepumpen-Heizung kaum wirtschaftlich betrieben.

Wie gut ist das Haus gedämmt?

Wenn nicht in der Regel sind Maßnahmen zu treffen die ins Geld gehen.

Wie spielt die geplante Wärmepumpe mit dem vorhandenen Heizsystem zusammen?

Eine solar thermische Solaranlage beispielsweise wäre ne Idee.

Welche Vorlauftemperaturen benötigen die vorhandenen Heizkörper?

Wie groß muss der Pufferspeicher ausfallen?
Wie hoch würden die Zuschüsse sein?
Mit welchen Stromkosten habe ich bei Betrieb der Anlage zu rechnen? Wie viele KWH werde ich pro Jahr in der Praxis voraussichtlich verbrauchen?

Meist stellt sich heraus, dass sich die Installation einer Wärmepumpe im ungedämmten Altbau nicht lohnt.


Tschuldige auch die Aussage Wärmepumpe ist gleich Geothermie is falsch.

Es gibt diverse Wärmepumpen. Luft, Sole....... Splits.....


Eine Wärmepumpe kann sinnvoll sein. Aber du brauchst jemand der sich verflucht gut auskennt damit. Das darf nicht nur der Energieberater sein.

Ich würde derzeit nicht grundsätzlich zur Wärmepumpe raten. Wenn die Key facts und Geld da sind ja.

Bevor die Frage kommt. Ich stamm aus einem Handwerker Clan mit SHK, Zimmerei usw.

Kenn mich aus weil ich das alles mal gelernt habe und dank Familie man immer wieder konfrontiert wird. Außerdem techniker gemacht in dem Bereich Umwelt und Versorgungstechnik.

Aber ich hab ne andere Sparte hauptberuflich, halt mir die Tür offen aber
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Kamikaze »

Cobra9 hat geschrieben:(22 May 2020, 11:39)

[...]
Außerdem bitte preislich ist eine Wärmepumpe nicht immer die beste Wahl.
Ich würde derzeit nicht grundsätzlich zur Wärmepumpe raten. Wenn die Key facts und Geld da sind ja.
Natürlich ist nicht jedes Heizsystem für jedes Haus geeignet. Die "Key Facts" wie Sie sie nennen sind natürlich entscheidend - wobei diese bei nahezu allen Neubauten gegeben sind, bzw. mit vergleichsweise geringem Mehraufwand machbar sind.
Trotzdem gibt es neben Wärmepumpen natürlich noch andere Heizsysteme, die im jeweiligen Fall ähnlich umweltfreundlich und wirtschaftlich sinnvoll sein können.
Ich persönlich bin ein Fan von Fernwärme aus KWK-Kraftwerken. Diese lässt nämlich die hohen Vorlauftemperaturen für die Altbau-Umrüstung idR. problemlos zu. Nicht zuletzt deshalb ist der Anteil der "Kleinfeuerungen" in München nur noch recht gering.
Leider ist diese Technik, bzw. der Anschluss ans Leitungsnetz nicht überall möglich oder sinnvoll. Insbesondere in ländlichen Gegenden ist das nicht sinnvoll machbar.

Der Begriff "Geothermie" sagt übrigens ursprünglich nur aus "Wärme aus der Erde". Aktuell wird damit hauptsächlich die Ausbeutung geologischer Heißwasser-Reservoirs assoziiert, was aber nur ein Teil des Ganzen ist. Schlussendlich ist es egal, ob eine Großanlage aus Kilometer tiefen Bohrungen siedend heißes Wasser empor pumpt, oder die Hauswärmepumpe oberflächliches Grundwasser abkühlt, mit Sole-Sonden tiefere Erdschichten kühlt, oä.
Bei Luftwärmepumpen kann man sich in der Definition streiten, da die Luft ja idR. nicht durch Energie aus dem Erdinneren erwärmt wird, sondern von Sonneneinstrahlung... Trotzdem ist Luft ein Medium, das den ganzen Planeten ("Geo") umgibt und in solchen Geräten ebenfalls abgekühlt wird...

Kurz und gut: Die Systemvarianten im Wärmepumpensektor alleine sind enorm, und dann kommen noch "klassische" umweltbewusste Heizsysteme dazu. Alle haben ihre spezifischen Vor- und Nachteile, und alle sollten möglichst effizient betrieben werden. In der heutigen Zeit ist der Einbau einer neuen Ölheizung eigentlich keine Frage mehr und wird (zumindest nach dem, was ich als ehemaliger Energieberater damals mitbekommen habe) nur noch dort gemacht, wo alte Hausbesitzer darauf bestehen und keine Veränderung wollen. Bei Gas spielt die preisliche Attraktivität die größte Rolle (die Geräte sind halt unschlagbar billig), wobei der Trend außerhalb von "Geiz-ist-geil"-Baustellen ganz klar zu modernen, effizienten und CO2-neutralen* Anlagen geht.

*) bzw. möglichst nahe daran. Je nach Stromtarif arbeitet ja eine Wärmepumpe auch nicht CO2-neutral, obwohl sie selbst keine Schadstoffe emittiert.

Schlussendlich ist die beste Energie aber die, die nicht gebraucht wird. Dämmung ist also das A und O in der Gebäudeheizung.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Cobra9 »

Kamikaze hat geschrieben:(22 May 2020, 12:54)

Natürlich ist nicht jedes Heizsystem für jedes Haus geeignet. Die "Key Facts" wie Sie sie nennen sind natürlich entscheidend - wobei diese bei nahezu allen Neubauten gegeben sind, bzw. mit vergleichsweise geringem Mehraufwand machbar sind.
Trotzdem gibt es neben Wärmepumpen natürlich noch andere Heizsysteme, die im jeweiligen Fall ähnlich umweltfreundlich und wirtschaftlich sinnvoll sein können.
Ich persönlich bin ein Fan von Fernwärme aus KWK-Kraftwerken. Diese lässt nämlich die hohen Vorlauftemperaturen für die Altbau-Umrüstung idR. problemlos zu. Nicht zuletzt deshalb ist der Anteil der "Kleinfeuerungen" in München nur noch recht gering.
Leider ist diese Technik, bzw. der Anschluss ans Leitungsnetz nicht überall möglich oder sinnvoll. Insbesondere in ländlichen Gegenden ist das nicht sinnvoll machbar.

Der Begriff "Geothermie" sagt übrigens ursprünglich nur aus "Wärme aus der Erde". Aktuell wird damit hauptsächlich die Ausbeutung geologischer Heißwasser-Reservoirs assoziiert, was aber nur ein Teil des Ganzen ist. Schlussendlich ist es egal, ob eine Großanlage aus Kilometer tiefen Bohrungen siedend heißes Wasser empor pumpt, oder die Hauswärmepumpe oberflächliches Grundwasser abkühlt, mit Sole-Sonden tiefere Erdschichten kühlt, oä.
Bei Luftwärmepumpen kann man sich in der Definition streiten, da die Luft ja idR. nicht durch Energie aus dem Erdinneren erwärmt wird, sondern von Sonneneinstrahlung... Trotzdem ist Luft ein Medium, das den ganzen Planeten ("Geo") umgibt und in solchen Geräten ebenfalls abgekühlt wird...

Kurz und gut: Die Systemvarianten im Wärmepumpensektor alleine sind enorm, und dann kommen noch "klassische" umweltbewusste Heizsysteme dazu. Alle haben ihre spezifischen Vor- und Nachteile, und alle sollten möglichst effizient betrieben werden. In der heutigen Zeit ist der Einbau einer neuen Ölheizung eigentlich keine Frage mehr und wird (zumindest nach dem, was ich als ehemaliger Energieberater damals mitbekommen habe) nur noch dort gemacht, wo alte Hausbesitzer darauf bestehen und keine Veränderung wollen. Bei Gas spielt die preisliche Attraktivität die größte Rolle (die Geräte sind halt unschlagbar billig), wobei der Trend außerhalb von "Geiz-ist-geil"-Baustellen ganz klar zu modernen, effizienten und CO2-neutralen* Anlagen geht.

*) bzw. möglichst nahe daran. Je nach Stromtarif arbeitet ja eine Wärmepumpe auch nicht CO2-neutral, obwohl sie selbst keine Schadstoffe emittiert.

Schlussendlich ist die beste Energie aber die, die nicht gebraucht wird. Dämmung ist also das A und O in der Gebäudeheizung.

Richtig
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von imp »

Kamikaze hat geschrieben:(22 May 2020, 12:54)

Natürlich ist nicht jedes Heizsystem für jedes Haus geeignet. Die "Key Facts" wie Sie sie nennen sind natürlich entscheidend - wobei diese bei nahezu allen Neubauten gegeben sind, bzw. mit vergleichsweise geringem Mehraufwand machbar sind.
Trotzdem gibt es neben Wärmepumpen natürlich noch andere Heizsysteme, die im jeweiligen Fall ähnlich umweltfreundlich und wirtschaftlich sinnvoll sein können.
Ich persönlich bin ein Fan von Fernwärme aus KWK-Kraftwerken. Diese lässt nämlich die hohen Vorlauftemperaturen für die Altbau-Umrüstung idR. problemlos zu. Nicht zuletzt deshalb ist der Anteil der "Kleinfeuerungen" in München nur noch recht gering.
Leider ist diese Technik, bzw. der Anschluss ans Leitungsnetz nicht überall möglich oder sinnvoll. Insbesondere in ländlichen Gegenden ist das nicht sinnvoll machbar.
In offeneren Siedlungsformen sind Kleinstnetze und entsprechend dimensionierte zentrale Brenner (BHKW zB mit Biogas oder Erdgas oder Biomassefeuerung) in Verbindung mit dezentralen Kollektoren durchaus möglich. Vereinzelt gibt es das. Die größte Schwierigkeit ist dabei oft die politische Willensbildung, schließlich hat man erstmal Kosten und Dreck und meist hat man ja seinen Öltank oder seine Gasleitung bereits am Haus. Man muss das nicht übers Knie brechen. Gebt den Leuten Zeit, ein wenig Förderung, anschauliche Beispiele, überschaubare Projektgrößen. Nehmt hin, dass das - wenn freiwillig und kleinteilig - ein Prozess über Jahrzehnte sein kann und eben graduell. Großartige Masterpläne sind am Land sowieso selten gern gesehen. Das ist jetzt ein wenig neben dem Thema. Große und sehr große Wärmepumpen haben an einigen Stellen schon ihren Sinn.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von H2O »

Der Gesichtspunkt "Gebäudedämmung" gehört natürlich im Gebäudebestand zu den allerwichtigsten Maßnahmen, bevor man mit Feinheiten wie "umweltverträgliche Heizung" überhaupt anfangen kann.

Mein Bremer Haus stammt aus den Anfang 1960er Jahren. Es gab ein Blockkraftwerk für die damalige Neubausiedlung, aber Gebäudedämmung war damals offenbar unbekannt. Die Heizenergie (Öl?) kostete wohl nicht so viel. Am Konzept des zentralen Kraftwerks (Warmwasser und Heizung) wurde nichts geändert, aber das alte Kraftwerk überbrückt mit Heißwasser aus der zentralen Müllverbrennung. Und die Heizkosten stiegen so nach und nach ins Bedenkliche.

Dann habe ich mein Haus gedämmt vom Dach her und Dachboden her, von Fenstern und Innenwänden her. Letzeres setzt voraus, daß die Bewohner regelmäßig lüften, damit die Innenwände keinen Schimmel ansetzen. Aber der "Denkmalsschutz" läßt eben nicht immer zu, die Außenwände von außen zu dämmen. Damit konnten wir unsere Heizkosten wieder in erträgliche Bereiche bringen... 1,6 €/m² je Monat, allerdings Warmwasser inbegriffen.

Neubauten mit solchen schlechten Dämmeigenschaften werden gar nicht mehr genehmigt. Wer das irgendwie schafft, versucht es mit einem "Nullenergiehaus", wo etwa so viel Energie gewonnen (verkauft) wird, wie für Heizzwecke eingekauft werden muß. Oder wenigstens mit einem Passivhaus... Die Werbung für solche Gebäude prägt Schlagworte, die man hier auf ihre tatsächliche Bedeutung überprüfen kann:

http://www.energie-wissen.info/energies ... ehaus.html

Auf jeden Fall spielt in diesem Umfeld die Heizung mit Wärmepumpen eine wichtige Rolle. So kann Photovoltaik Elektrizität für Wärmepumpen oder aber auch unmittelbare Heizkesselerwärmung als Puffer bereitstellen, aus dem dann bei Tag und Nacht die eigentliche Heizung betrieben werden kann. Auf dem Gebiet kann man beliebig viel Geld anlegen. Im Winter ist das Ergebnis naturgemäß mager; ich heize in unserem Alterssitz mit Hackschnitzeln, also auch zwischengespeicherter Naturenergie. Dann kommt der Aufschrei "Feinstaub!"... stimmt ja auch; aber weitab von anderen Häusern ist der angerichtete Schaden gering.

Aber ein Wärmepumpenkraftwerk leiste ich mir vorsichtshalber lieber nicht.... :D
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von imp »

H2O hat geschrieben:(22 May 2020, 22:00)

Der Gesichtspunkt "Gebäudedämmung" gehört natürlich im Gebäudebestand zu den allerwichtigsten Maßnahmen, bevor man mit Feinheiten wie "umweltverträgliche Heizung" überhaupt anfangen kann.

Mein Bremer Haus stammt aus den Anfang 1960er Jahren. Es gab ein Blockkraftwerk für die damalige Neubausiedlung, aber Gebäudedämmung war damals offenbar unbekannt. Die Heizenergie (Öl?) kostete wohl nicht so viel. Am Konzept des zentralen Kraftwerks (Warmwasser und Heizung) wurde nichts geändert, aber das alte Kraftwerk überbrückt mit Heißwasser aus der zentralen Müllverbrennung. Und die Heizkosten stiegen so nach und nach ins Bedenkliche.

Dann habe ich mein Haus gedämmt vom Dach her und Dachboden her, von Fenstern und Innenwänden her. Letzeres setzt voraus, daß die Bewohner regelmäßig lüften, damit die Innenwände keinen Schimmel ansetzen. Aber der "Denkmalsschutz" läßt eben nicht immer zu, die Außenwände von außen zu dämmen. Damit konnten wir unsere Heizkosten wieder in erträgliche Bereiche bringen... 1,6 €/m² je Monat, allerdings Warmwasser inbegriffen.

Neubauten mit solchen schlechten Dämmeigenschaften werden gar nicht mehr genehmigt. Wer das irgendwie schafft, versucht es mit einem "Nullenergiehaus", wo etwa so viel Energie gewonnen (verkauft) wird, wie für Heizzwecke eingekauft werden muß. Oder wenigstens mit einem Passivhaus... Die Werbung für solche Gebäude prägt Schlagworte, die man hier auf ihre tatsächliche Bedeutung überprüfen kann:

http://www.energie-wissen.info/energies ... ehaus.html

Auf jeden Fall spielt in diesem Umfeld die Heizung mit Wärmepumpen eine wichtige Rolle. So kann Photovoltaik Elektrizität für Wärmepumpen oder aber auch unmittelbare Heizkesselerwärmung als Puffer bereitstellen, aus dem dann bei Tag und Nacht die eigentliche Heizung betrieben werden kann. Auf dem Gebiet kann man beliebig viel Geld anlegen. Im Winter ist das Ergebnis naturgemäß mager; ich heize in unserem Alterssitz mit Hackschnitzeln, also auch zwischengespeicherter Naturenergie. Dann kommt der Aufschrei "Feinstaub!"... stimmt ja auch; aber weitab von anderen Häusern ist der angerichtete Schaden gering.

Aber ein Wärmepumpenkraftwerk leiste ich mir vorsichtshalber lieber nicht.... :D
Ja, die meisten Heizformen, die in irgendeiner Form Hitze oder Strahlung der Umwelt nutzen, funktionieren gut für niedrige Vorlauftemperaturen, entsprechend große Flächen und Volumina und eben in Verbindung mit ausreichender Dämmung. Das fängt beim Fenster an. Gute Dämmung sollte aber möglichst mit einem guten Lüftungskonzept für die wichtigsten Räume gepaart werden.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von H2O »

imp hat geschrieben:(23 May 2020, 00:19)

Ja, die meisten Heizformen, die in irgendeiner Form Hitze oder Strahlung der Umwelt nutzen, funktionieren gut für niedrige Vorlauftemperaturen, entsprechend große Flächen und Volumina und eben in Verbindung mit ausreichender Dämmung. Das fängt beim Fenster an. Gute Dämmung sollte aber möglichst mit einem guten Lüftungskonzept für die wichtigsten Räume gepaart werden.
Über die Angelegenheit Lüftung hatte ich in Bremen lange nachgedacht. Ich bin dann zu folgendem Vorgehen gelangt: Im Winter morgens nach dem Duschen das Haus kräftig querlüften; je nach Wind- und Wetterlage. In der Küche und in den fensterlosen Bädern befanden sich Abluftrohre. Im Bad funktionierte die Lüftung schon ohne Ventilatoren recht ordentlich. Die habe ich verstärkt mit Lüftern. Damit ist das Haus auf Dauer weiterhin angenehm bewohnbar. Aber man muß gewissenhaft lüften. Behelfsweise in Urlaubszeiten bleiben alle Innentüren geöffnet, und so reicht die installierte passive Lüftung völlig aus, etwa um die Luftfeuchtigkeit durch Aquarium und Zimmerpflanzen daran zu hindern, Schimmel zu bilden.

Für unseren Alterssitz habe ich mich für eine diffusionsoffene Bauweise entschieden. Dazu baut man ein gut gedämmtes Innenhaus ohne Dampfsperren in ein "Gewächshaus", das das Innenhaus in Form einer Lufthülle umgibt und damit die Feuchte aus dem Innenhaus fort trägt. Für das Innenhaus gibt es deshalb keine Zwangslüftung. Seitlich liegt das Haus in einem Erdwall; Fenster gibt es nur an den Stirnseiten. In der warmen Jahreszeit wird das "Gewächshaus" durch Lüftungsklappen ständig auf erträglichen Temperaturen gehalten. Die Türen des Innenhauses stehen zum Wintergarten offen. Im Winter muß das sehr gut gedämmte Innenhaus gegen die Lufthülle des "Gewächshauses" anheizen. Selbst bei kräftigem Wind und steifem Frost bleibt diese Lufthülle durch die angeschütteten Erdmassen beim Gefrierpunkt stehen.

Dann genügt eine sehr schmalbrüstige Wandheizung mit ihrer Strahlungswärme, um das Innenhaus auf einer behagliche Innentemperatur um 21 °C zu halten. Ich habe erprobt, daß das Innenhaus mit einem elektrischen Heizstab von 6,5 kW sehr sicher mit Warmwasser und Heizung für 2 Personen versorgt werden kann. Am Verlauf der Wassertemperatur im Pufferkessel erkennt man, daß der Heizstab etwa 3-mal täglich für 1 Stunde liefern muß. Das paßt auch zu meiner Stromrechnung.

In der gemäßigten und in der warmen Jahreszeit wird der Pufferkessel mit einer Solaranlage auf Temperatur gehalten, so daß Warmwasser und Heizung (bei Notwendigkeit) zum Nulltarif verfügbar sind. Die Infrastruktur in unserem Alterssitz wird stetig verbessert. Der Heizstab kann dann in den Ruhestand gehen. Im Winter versorgt ein wasserführender Kaminofen mit 13 kW Heizleistung im Wintergarten das Haus mit Warmwasser und Heizung; er wird dazu aber nur im Abstand von 2 Tagen für 2 bis 3 Stunden mit Hackschnitzeln betrieben. Der Pufferkessel ist dann auf etwa 80°C aufgeheizt.... und dieser Energievorrat reicht danach aus für 2 Tage Heizung und Warmwasser. Bei wochenlanger Abwesenheit übernimmt der Heizstab aushilfsweise diese Aufgabe, allerdings nur, um das Innenhaus frostsicher zu halten. Das Betriebskonzept steht und fällt natürlich mit einer sehr guten Wärmedämmung, die als 25 cm dicke Schicht aus Zellulose das Innenhaus einhüllt. Nur im Bereich der Fenster ließ sich das nicht so gut durchsetzen.

Die Umsetzung dieses Betriebskonzepts hatte ihren Preis, der aber durch wachsende Energiekosten abgeschmolzen werden dürfte. In unserer Wohnlage ist Wurfholz überall verfügbar... also ein zu sammeln und zu lagern für die kalte Jahreszeit.

Wer neugierig geworden ist: http://www.biosolarhaus.de. Das Konzept funktioniert einwandfrei! Die Natur als Heizkraftwerk...
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imp
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von imp »

Das ist ein ziemlich fortschrittliches Konzept. Konservativere Zeitgenossen oder misstrauische Vermieter würden vielleicht ein nutzerunabhängiges, raumweises Konzept ansetzen - etwa mit selbstentlüftenden Fenstersystemen.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von H2O »

imp hat geschrieben:(23 May 2020, 09:39)

Das ist ein ziemlich fortschrittliches Konzept. Konservativere Zeitgenossen oder misstrauische Vermieter würden vielleicht ein nutzerunabhängiges, raumweises Konzept ansetzen - etwa mit selbstentlüftenden Fenstersystemen.
Sie haben schon Recht: Vermieten würde ich keines der Objekte. Nur verkaufen mit klaren Bedienungsanleitungen, die der Käufer zu übernehmen gewillt ist. Bei nachlässigen Mietern wären das in Nullkommanichts Schrotthaufen!
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Misterfritz »

Tiefengeothermie könnte mit eine Lösung sein, um Wärme und Energie klimaneutral zu erzeugen und ist auch in großem Stil möglich.
Einiges Problem scheint, die richtigen Bohrstellen zu identifizieren.
Das Salz in der Suppe des Lebens ist nicht Selbstdisziplin, sondern kontrollierte Unvernunft ;)
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Teeernte »

Misterfritz hat geschrieben:(29 Aug 2020, 18:26)

Tiefengeothermie könnte mit eine Lösung sein, um Wärme und Energie klimaneutral zu erzeugen und ist auch in großem Stil möglich.
Einiges Problem scheint, die richtigen Bohrstellen zu identifizieren.
https://www.umweltbundesamt.de/sites/de ... hermie.pdf

Es ist teuer - und hat auch einige Problemchen.
Obs zu kalt, zu warm, zu trocken oder zu nass ist:.... Es immer der >>menschgemachte<< Klimawandel. :D
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von H2O »

Misterfritz hat geschrieben:(29 Aug 2020, 18:26)

Tiefengeothermie könnte mit eine Lösung sein, um Wärme und Energie klimaneutral zu erzeugen und ist auch in großem Stil möglich.
Einiges Problem scheint, die richtigen Bohrstellen zu identifizieren.
An anderer Stelle hatte Tom Bombadil etwas spöttisch das Scheitern eines Teams aus Aachener Professoren erwähnt, die die Geothermie im Gebiet der Vulkaneifel nutzbar machen wollten. Ein sehr ärgerlicher Fehlschlag!
https://www.aachener-nachrichten.de/lok ... d-31315725

Aber da rührt sich doch noch etwas:
https://www.rwth-aachen.de/go/id/jmyvl

Hoffen wir also, daß diese Bemühungen nicht erneut scheitern!
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Misterfritz »

H2O hat geschrieben:(29 Aug 2020, 19:36)

An anderer Stelle hatte Tom Bombadil etwas spöttisch das Scheitern eines Teams aus Aachener Professoren erwähnt, die die Geothermie im Gebiet der Vulkaneifel nutzbar machen wollten. Ein sehr ärgerlicher Fehlschlag!
https://www.aachener-nachrichten.de/lok ... d-31315725

Aber da rührt sich doch noch etwas:
https://www.rwth-aachen.de/go/id/jmyvl

Hoffen wir also, daß diese Bemühungen nicht erneut scheitern!
In dem Artikel, den ich verlinkt habe,
steht aber auch, dass Gebiete, in denen es zu Erdbeben kommt, für Tiefengeothermie ungeeignet sind - und deshalb ist die Eifel schon mal ungeeignet.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von H2O »

Misterfritz hat geschrieben:(29 Aug 2020, 20:41)

In dem Artikel, den ich verlinkt habe,
steht aber auch, dass Gebiete, in denen es zu Erdbeben kommt, für Tiefengeothermie ungeeignet sind - und deshalb ist die Eifel schon mal ungeeignet.
Die Studie, die Teeernte hier genannt hat, ist allumfassend angelegt. Da wird unsereiner schon müde beim Lesen. :) Ich habe mich dann nur noch auf das Schlußkapitel gestürzt. Immer noch sehr verzwickt.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von Misterfritz »

H2O hat geschrieben:(29 Aug 2020, 21:03)

Die Studie, die Teeernte hier genannt hat, ist allumfassend angelegt. Da wird unsereiner schon müde beim Lesen. :) Ich habe mich dann nur noch auf das Schlußkapitel gestürzt. Immer noch sehr verzwickt.
Sagen wir mal so:
Da es in einigen Städten gemacht wird, z.B. München und gerade auch jetzt in Hamburg, wird das wohl trotzdem machbar und auch effektiv sein. Wenn so eine Bohrung gelingt, soll das 50 bis 60 Jahre laufen können.
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Re: Wärmepumpen-Kraftwerk - Energie mit möglichst wenig Erderwärmung?

Beitrag von H2O »

Misterfritz hat geschrieben:(29 Aug 2020, 21:13)

Sagen wir mal so:
Da es in einigen Städten gemacht wird, z.B. München und gerade auch jetzt in Hamburg, wird das wohl trotzdem machbar und auch effektiv sein. Wenn so eine Bohrung gelingt, soll das 50 bis 60 Jahre laufen können.
Das hört sich doch gut an... Betriebsdauer vergleichbar mit Kohle- oder Kernkraftwerken. Ist dann der Wärmevorrat um die Bohrung herum erschöpft, oder bestimmt die Standfestigkeit der Technik die Lebensdauer der Anlage?
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