[Porty]

Ich fürchte, du haust da einiges durcheinander.
GW ist eine Leistung, wenn es um Speicher geht, geht es um Arbeit, das sind GWh oder kWh.
Das eine GW, was ich gern mal als Vergleichsgröße nehme, ist die Leistung eines größeren Kraftwerkes, im Vergleich hatte das AKW Gundremmingen 2+3 eine Leistung von 2,7 GW.
Um eine Dezembernacht rund 18 Stunden) überbrücken zu können, braucht es 18 GWh elektrische Energie.

Rechnet man da den Wirkungsgrad von Wärme zum Dampf ein (18 GWh/ 0,35) ist man bei rund 51,5 GWh thermisch. Soweit klar?


Als Salzschmelze werden meist eutektische Gemische aus Natrium- und Kaliumnitrat verwendet.
Zitat Wikipedia Kaliumnitrat:
"Eine Mischung aus 60 % NaNO3 + 40 % KNO3 schmilzt bei 222 °C und wird als Wärmeträgermedium in solarthermischen Kraftwerken eingesetzt. Diese Salzschmelze ist chemisch stabil bis 590 °C, hat eine hohe spezifische Wärmekapazität von 1,55 kJ/(kg·K), eine Dichte von 1,79 g/cm3 und ist dünnflüssig wie Wasser (Viskosität: 2,1 mPa·s). Sie benetzt Metallflächen sehr leicht, was bei ungeeigneter Konstruktion und Materialauswahl zu Dichtungsproblemen führen kann. Rostfreier Stahl ist weitgehend beständig gegen Salpeterschmelzen (Abtragungsrate: 6–15 µm/Jahr bei 570 °C). Der Wärmeübergangskoeffizient am turbulent durchströmten Rohr beträgt etwa 6000 W/K·m2. Die Salpeterschmelze eignet sich aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität (2,8 MJ/(K·m3)) zudem als Wärmespeichermedium. Durch Zusatz von Natriumnitrit kann die Schmelztemperatur weiter erniedrigt werden. Ein als HiTec bezeichnetes Salzgemisch aus 53 % KNO3 + 40 % NaNO2 + 7 % NaNO3 schmilzt bereits bei 140 °C und hat besonders günstige Eigenschaften als Wärmeträgermedium, wenn die Giftigkeit von Natriumnitrit ohne Belang ist."
Kalziumchlorid ist eine ziemlich schlechte Idee, dass Zeugs ist als Schmelze so aggressiv, dass es bei den hohen Temperaturen fast alles zusammen frisst, außerdem schmilzt es als wasserfreies Salz erst bei 772 °C. Wasserhaltiges CaCl2 ist noch um einiges aggressiver und irgendwann dampft das Wasser aus, was noch mal Probleme macht.
Setzt man die Zahlen aus Wikipedia und den Temperaturbereich von 250 °C bis 550 °C ein, erhält man eine Wärmemenge von 465 kJ/kg bzw 0,129 kWh/kg.(oder 129 kWh/t)
Mal 51,5 GWh landet man dann eben bei den 395 000 t

[db2gu]

Zitat von Porty

Ich fürchte, du haust da einiges durcheinander.
GW ist eine Leistung, wenn es um Speicher geht, geht es um Arbeit, das sind GWh oder kWh.
Das eine GW, was ich gern mal als Vergleichsgröße nehme, ist die Leistung eines größeren Kraftwerkes, im Vergleich hatte das AKW Gundremmingen 2+3 eine Leistung von 2,7 GW.
Um eine Dezembernacht rund 18 Stunden) überbrücken zu können, braucht es 18 GWh elektrische Energie.

Rechnet man da den Wirkungsgrad von Wärme zum Dampf ein (18 GWh/ 0,35) ist man bei rund 51,5 GWh thermisch. Soweit klar?


Als Salzschmelze werden meist eutektische Gemische aus Natrium- und Kaliumnitrat verwendet.
Zitat Wikipedia Kaliumnitrat:
"Eine Mischung aus 60 % NaNO3 + 40 % KNO3 schmilzt bei 222 °C und wird als Wärmeträgermedium in solarthermischen Kraftwerken eingesetzt. Diese Salzschmelze ist chemisch stabil bis 590 °C, hat eine hohe spezifische Wärmekapazität von 1,55 kJ/(kg·K), eine Dichte von 1,79 g/cm3 und ist dünnflüssig wie Wasser (Viskosität: 2,1 mPa·s). Sie benetzt Metallflächen sehr leicht, was bei ungeeigneter Konstruktion und Materialauswahl zu Dichtungsproblemen führen kann. Rostfreier Stahl ist weitgehend beständig gegen Salpeterschmelzen (Abtragungsrate: 6–15 µm/Jahr bei 570 °C). Der Wärmeübergangskoeffizient am turbulent durchströmten Rohr beträgt etwa 6000 W/K·m2. Die Salpeterschmelze eignet sich aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität (2,8 MJ/(K·m3)) zudem als Wärmespeichermedium. Durch Zusatz von Natriumnitrit kann die Schmelztemperatur weiter erniedrigt werden. Ein als HiTec bezeichnetes Salzgemisch aus 53 % KNO3 + 40 % NaNO2 + 7 % NaNO3 schmilzt bereits bei 140 °C und hat besonders günstige Eigenschaften als Wärmeträgermedium, wenn die Giftigkeit von Natriumnitrit ohne Belang ist."
Kalziumchlorid ist eine ziemlich schlechte Idee, dass Zeugs ist als Schmelze so aggressiv, dass es bei den hohen Temperaturen fast alles zusammen frisst, außerdem schmilzt es als wasserfreies Salz erst bei 772 °C. Wasserhaltiges CaCl2 ist noch um einiges aggressiver und irgendwann dampft das Wasser aus, was noch mal Probleme macht.
Setzt man die Zahlen aus Wikipedia und den Temperaturbereich von 250 °C bis 550 °C ein, erhält man eine Wärmemenge von 465 kJ/kg bzw 0,129 kWh/kg.(oder 129 kWh/t)
Mal 51,5 GWh landet man dann eben bei den 395 000 t


Zum Eisspeicher hab ich nichts brauchbares finden können. Aber vielleicht liege ich ja daneben.
Also kläre mich bitte auf.

Ich haue überhaupt nichts durcheinander Du selbst hast in Deinem letzten Post 1GW angegeben und exakt damit hab ich gerechnet was natürlich 1GW/h entspricht. Ich hab sogar explizit nachgefragt wieso gerade 1GW.
Jetzt hinter her kommst Du mit 18h warum nicht gleich 24h ?

Somit liegt Deine Rechnung völlig daneben und all Deine Nebelkerzen kannst Du Dir jetzt sparen!
Entweder exakt unmissverständlich oder gar nicht PUNKT

Mir zeigt es nur das wenn Du mal wieder mit Deinen Berechnungen jonglierst man das nicht für bare Münze nehmen darf. Und ich da in Zukunft wenn ich Zeit und Lust habe ein Auge darauf werfen werde!

[Porty]

Zitat von db2gu

Ich haue überhaupt nichts durcheinander Du selbst hast in Deinem letzten Post 1GW angegeben und exakt damit hab ich gerechnet was natürlich 1GW/h entspricht. Jetzt hinter her kommst Du mit 18h warum nicht gleich 24?

Somit liegt Deine Rechnung völlig daneben und all Deine Nebelkerzen kannst Du Dir jetzt sparen!

Mir zeigt es nur das wenn Du mal wieder mit Deinen Berechnungen jonglierst man das nicht für bare Münze nehmen darf. Und ich da in Zukunft wenn ich Zeit und Lust habe ein Auge darauf werfen werde!

Bevor du dich gar zu weit aus dem Fenster lehnst, ich hab geschrieben:

"Um für einen konventionellen Kraftwerksblock mit 1 GW Leistung die Wärme zu speichern, um über eine Winternacht zu kommen,"


Eine Dezembernacht ist hat mal 18 Stunden lang......


Deine Rechnung kann ich leider auh nicht unkommentiert lassen:

Zitat von db2gu

So mein Lieber dann mal Butter bei die Fische....

Nehmen wir an, dass die Dampfturbine eine Effizienz von 40 Prozent aufweist und bei einer Betriebstemperatur von 550 Grad Celsius betrieben wird. Dann benötigen wir eine Wärmemenge von:

1 GW / 0,4 = 2,5 GW (elektrisch)
2,5 GW / 0,35 = 7,14 GW (Wärme)

Wir benötigen somit 7,14 GW Wärme

Nehmen wir die Wahl des Salzes Calciumchlorid mit einer spezifischen Wärmekapazität von 1.500 J/kgK und einer Betriebstemperatur von 550 Grad Celsius an

7,14 GW / (1.500 J/kgK * 100 K) = 47.600 t

Komisch, da liegt Deine Berechnung nur um eine klitze kleine 10-er Potenz daneben. Aber sagen wir es mal so Du hast unterbewusst den Speicher für 10 GW oder 10Tage berechnet oder ich hab mich vertippt !

Was hast du berechnet? Wirkungsgrad der Turbine mal Wirkungsgrad des Kraftwerkes, was natürlich völliger Unfug ist Die 35% sind der Gesamtwirkungsgrad über das komplette Kraftwerk, bedingt dadurch, dass man Wärme nur aus der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmesenke in mechanische Energie umwandeln kann. Ganz simple Thermodynamik.
Und eine kWh sind 3600 000 J........

[db2gu]

Zitat von Porty

Bevor du dich gar zu weit aus dem Fenster lehnst, ich hab geschrieben:

"Um für einen konventionellen Kraftwerksblock mit 1 GW Leistung die Wärme zu speichern, um über eine Winternacht zu kommen,"


Eine Dezembernacht ist hat mal 18 Stunden lang......


Deine Rechnung kann ich leider auh nicht unkommentiert lassen:





Was hast du berechnet? Wirkungsgrad der Turbine mal Wirkungsgrad des Kraftwerkes, was natürlich völliger Unfug ist Die 35% sind der Gesamtwirkungsgrad über das komplette Kraftwerk, bedingt dadurch, dass man Wärme nur aus der Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmesenke in mechanische Energie umwandeln kann. Ganz simple Thermodynamik.
Und eine kWh sind 3600 000 J........

Ist das jetzt schon Altersstarrsinn oder verstehst Du die einfache Formel wirklich nicht

7,14 GW / (1.500 J/kgK * 100 K) = 47.600 t

Was sind wohl die * 100 K im Nenner vielleicht:
eine Temperaturdifferenz von 100 K und das ist konservativ oder nicht.
Hätte ich Deine Temperaturspreizung ich glaub es waren 300Grad genommen wärs noch deutlich weniger!
Die Formel m = Q / (c * ΔT) wird wohl bekannt da wird mit Joule gerechnet.

[Porty]

Zitat von db2gu

Ist das jetzt schon Altersstarrsinn oder verstehst Du die einfache Formel wirklich nicht

7,14 GW / (1.500 J/kgK * 100 K) = 47.600 t

Was sind wohl die * 100 K im Nenner vielleicht:
eine Temperaturdifferenz von 100 K und das ist konservativ oder nicht.
Hätte ich Deine Temperaturspreizung ich glaub es waren 300Grad genommen wärs noch deutlich weniger!
Die Formel m = Q / (c * ΔT) wird wohl bekannt da wird mit Joule gerechnet.

Wenn man deine Rechnung mit den korrekten Einheiten ausrechnet, kommt man 47600 kg/sek, denn 1 GW sind 1000 000 000 J/sek

Macht also nach deiner Rechnung 171 360 t/h oder rund 3 mio t für die 18 Stunden........
Das passiert, wenn man GW und GWh nicht auseinander hält.
Und bitte anderen Leuten nicht gleich Altersschwachsinn vorwerfen. Nicht das ich mich auch mal verrechnen kann, aber ich rechne so was in der Regel nach, bevor ich mich aus dem Fenster lehne.

[turboengine]

Zitat von Porty

Das passiert, wenn man GW und GWh nicht auseinander hält.

In die Leopoldina wird der Kandidat wohl nicht aufgenommen.

[db2gu]

Zitat von Porty

Wenn man deine Rechnung mit den korrekten Einheiten ausrechnet, kommt man 47600 kg/sek, denn 1 GW sind 1000 000 000 J/sek

Macht also nach deiner Rechnung 171 360 t/h oder rund 3 mio t für die 18 Stunden........
Das passiert, wenn man GW und GWh nicht auseinander hält.
Und bitte anderen Leuten nicht gleich Altersschwachsinn vorwerfen. Nicht das ich mich auch mal verrechnen kann, aber ich rechne so was in der Regel nach, bevor ich mich aus dem Fenster lehne.

Also dann noch mal in kg damit es wirklich eindeutig wird:

ich hatte 7,14 GW pro Stunde berechnet also 7,14 GWh

7,14 GWh / (1.500 J/kgK * 100 K) = 47.600.000 kg = 47.600 Tonnen

Also nix GWs!!!


So nun mal ganz von Vorne mit Deinen Zahlen mit Lösungsweg für jeden nachvollziehbar.

Gegeben:
1GW war für mich klar eine 1GWh die z.B. über die Nacht in Strom umgewandelt wird. Eine Zeitangabe mit der man die GWh multipliziert muss gab es nicht und auch keinen Lösungsweg nur hingeworfene Zahlen und ein Ergebnis.

Temperaturspeizung: 250° bis 550° = 300°
Wirkungsgrad = Gesamtwirkungsgrad: 35%
spezifische Wärmekapazität: 1,55 kJ/kg*K

Das von Dir an gemäkelte ach so schlimme Salz Calciumchlorid mit der Copy und Post Orgie war nur das was ich mit der oben von Dir genannten Wärmekapazität gefunden habe. Zu Deinem von Dir genannten eutektische Gemische aus Natrium- und Kaliumnitrat hab ich nur einen Angabe über eine spezifische Wärmekapazität von 1100 J/kgK gefunden was deutlich weniger ist, aber vielleicht habe ich nicht lange genug gesucht.
Ist mir auch Schnuppe wir können auch Suppensalz NaCl nehmen das hat dann noch weniger spezifische Wärmekapazität.

Gesucht:
Den Salzbedarf für die Stromerzeugung über eine Dampfturbine mit einer Leistung von 1 GW für eine Betriebsdauer von einer Stunde = 1GWh zu berechnen

Diesmal rechne ich das wie gewünscht in Joule mit der Formel: m = Q / (c * ΔT)
wobei:
m die benötigte Masse an Salz ist (in kg)
Q die zu speichernde Wärmemenge ist (in Joule)
c die spezifische Wärmekapazität des verwendeten Salzes ist (in J/kgK)
ΔT die Temperaturspreizung (in Kelvin)

Wir müssen zunächst die zu speichernde Wärmemenge in Joule berechnen.
1 GWh = 1.000.000 kW x 1 Stunde = 1.000.000.000 Wh x 3600 Sekunden
= 3.600.000.000.000 Joule

somit ist: Q = 3.600x 10^9 J = 3.600GJ

dann mit dem Gesamtwirkungsgrad von 35% ich hatte bei meiner 1-ten Rechnung unterschieden zwischen elektrischen- und Wärmewirkungsgrad unterschieden

Der elektrische Wirkungsgrad gibt das Verhältnis zwischen der erzeugten elektrischen Energie und der zugeführten Wärmeenergie an.

Der Wärmewirkungsgrad gibt das Verhältnis zwischen der nutzbaren Wärmeenergie und der zugeführten Wärmeenergie an.

Aber Bums 35% Gesamtwirkungsgrad passt

Daher ergibt sich die benötigte Wärmemenge zu:
Wärmemenge (J) = 3.600GJ Joule / 0,35 = 10.285.714.285.714 Joule

und nun zuletzt Berechnung der Masse in kg:

Masse (kg) = Wärmemenge (J) / (spezifische Wärmekapazität (kJ/kg*K) x Temperaturspreizung (K))

Masse (kg) = 10.285.714.285.714 J / (1,55 kJ/kg*K x 300 K) = 22.108.843 kg

Das bedeutet, dass etwa 22.109 Tonnen Speichersalz benötigt werden, um eine GWh elektrische Energie über eine Dampfturbine mit einer Temperaturspreizung von 300 Grad und einer spezifischen Wärmekapazität von 1,55 kJ/kg*K und einem Gesamtwirkungsgrad von 35% zu erzeugen.

So wir sind exakt im selben Range nur deutlich weniger da die Spreizung viel größer ist

Jetzt kannst Du das von mir aus hochskalieren wie Du willtst!

Also nix GWs mein Lieber !!!

[Porty]

Da frag ich mich doch ganz ehrlich, wer hier unter Altersstarrsinn leidet......

Und noch mal:

Zitat von Porty

Ich habs eben mal auf die Schnelle zusammen getippt: Um für einen konventionellen Kraftwerksblock mit 1 GW Leistung die Wärme zu speichern, um über eine Winternacht zu kommen, braucht es einen Salzspeicher mit schlappen 400 000 t einer Salzmischung aus Kaliumnitrat + Natriumnitrat

Wenn man den von dir jetzt endlich richtig berechneten Wert auf die 18 Stunden rechnet, landet man ziemlich genau bei.....400 000 t


Übrigens, Berechnungen mit mehr als 3 Stellen Genauigkeit wurden bei meinem Studium generell mit Null Punkten bewertet, da sie eine nicht vorhandene Genauigkeit vortäuschten. Stichwort Fehlerbetrachtung bei Messungen. Und dein Kochsalz schmilzt bei 801 °C, die Schmelze ist wie alle Chloridschmelzen hoch aggressiv. Viel Spaß bei der Materialauswahl.....

[bruno5]

Zitat von db2gu

...
Wir müssen zunächst die zu speichernde Wärmemenge in Joule berechnen.
1 GWh = 1.000.000 kW x 1 Stunde = 1.000.000.000 Wh x 3600 Sekunden
= 3.600.000.000.000 Joule

somit ist: Q = 3,6 x 10^9 J = 3,6 GJ (GigaJoule) ...

Also wenn mich jetzt meine Rechenkenntnisse nicht völlig verlassen haben, dann sind
3.600.000.000.000 Joule aber nicht 3,6 x 10^9 J sondern 3,6 x 10^12 J, also 3600 GJ oder 3,6 TJ (TeraJoule)???

[chri$ti@n]

Zitat von db2gu

Ist das jetzt schon Altersstarrsinn oder verstehst Du die einfache Formel wirklich nicht

Die einfache Formel sollte aber schon die richtigen Einheiten eingesetzt bekommen, das wäre das mindeste, was sie verdiente

Wenn hier schon 1500/kgK eingesetzt werden, sollten am Ende wohl auch kg rauskommen. Aber vielleicht habe ich auch den Überblick verloren .....