Energieerzeugung, heutige Möglichkeiten

Bei dem von mir vorgeschlagenem System wird ausschließlich destiliertes Wasser aus dem Kraftwerksdampfkreislauf verwendet und es gibt eine Soleleitung die das Sal wieder zurück ins Meer schafft.

Deswegen wird sich trotzdem Salz im Boden anlagern, da ich jedoch von Wäldern ausgehe, ist es möglich den Boden permanent zu "spülen" und das Sal dann aus dem künstlichen Grundwasser wieder zu extrahieren und damit wieder aus dem Kreislauf zu entfernen.

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Semipermeable Membrane filtern Salz aus dem Wasser durch Umkehrosmose.

Heißt im Niedriglastbetrieg regnet jede Menge Süsswasser auf den Boden der vorher durch Mikropartikel belatet wurde. Die Konzentration an Salzen wird tendenziell eher sinken, da bei wenig zugeführtem Salz viel Wasse zugeführt wird.

@interpreter

was ich mir bei den Fallwindkraftwerken vorstellen könnte wäre, abgesehen von mechanischer Filterung, die Einbindung des Kraftwerks in einen Wald. So das der Luftstrom mit den Mirkokristallen erst durch den Wald durch muss und dabei die Salze ausgefiltert werden.

Den Waldboden wiederum kann durch den dauernden Feuchteeintrag "naß" bleiben, so das die Salze im Oberflächen und Grundwasser gelöst bleiben und sich nicht in den oberen Bodenschichten anreichern. Dieses Grundwasser könnte man durch Tiefbrunnen dann abpumpen und mechanisch von Salz reinigen.


Ähnlich wird auch bei Bewässerungsanlagen vorgegangen, wo das Salz durch massiven Wassereinsatz ins Grundwasser "gespült" wird und von doirt dann per Umkehrosmose entfernt.

Allerdings muss dazu die Geologie mistspeilen. Das salzige Grundwasser darf nicht wegfließen sondern muss lokal bleiben.

@UffTaTa
Ja eine Einbindung in einen Wald wäre durchaus möglich. Auch das Pflanzen anderer Gewächse die auf eine gewisse Salzkonzentration nicht so negativ reagieren.

Diese könnte man dann in der weiteren Entwicklung zu Biomasse oder Mutterboden kompostieren.

@interpreter

interpreter schrieb:Heißt im Niedriglastbetrieg regnet jede Menge Süsswasser auf den Boden der vorher durch Mikropartikel belatet wurde.

Dadurch sinkt die Gesamtsalzmenge im System Erdboden/Grundwasser aber nicht sondern nimmt trotzdem, wenn auch langsamer, zu.

Wenn das Salz aus dem System nicht aktiv entfernt wird, wird es zwangsläufig immer mehr.

Bei uns in Mitteleuropa macht das der Regen als Oberflächenwasser und die Flüsse die das Salz ins Meer schaffen. Das funktioniert bei uns so gut, das Süddeutschland z.BN. sogar Salzmangelgebiet ist. Existiert der Abtransport des Salzes aber nicht, so führt JEDE Art der Bewässerung zu einem Anstieg des Salzgehaltes.

Was wäre, wenn man im Niedriglastbetrieb, wenn das Wasser gefiltert wird, einen Teil des Betriebswassers aus Brunnen gewinnt. Also das Grundwasser auch durch die Membrane leitet.

Die Pumpsysteme müssten sich problemlos doppelt nutzen lassen. So könnte man den Salzgehalt genau auf den gewünschten Wert regulieren.

Das Grundwasser wird man dafür wohl kaum verwendet. Schließlich ist das ja auch eine Kostenfrage und Süßwasser/Grundwasser viel zu wertvoll alos das man es im Fallwindkraftwerk verwenden würde. Das Grundwasser würde man in diesem Szenario falls notwendig entsalzen und dann für die direkte Bewässerung einsetzen. Dafür muss nämlich auch sehr viel Wasser aufgewendet werden um eine Spülung des Bodens und damit den Abtransport des angewehten Salzes zu erreichen.

Ich meine wie gesagt eine Art Niedriglastbetrieb, der sich in einem Fallwindkraftwerk aufgrund der über den ganzen Zeitraum etwa konstant bleibenden Leistung ja zwangsläufig einstellen würde.

Heißt innerhalb dieses Betriebes nutzt man die gleichen Pumpen die man auch für das Meerwasser nutzen würde um Grundwasser in den Turm zu pumpen. Vorteile wären die Mehrfachnutzung des Pumpsystems, die Nutzung der Überflüssigen Leistung, und die Tatsache das das Wasser nach dem Austreten ja noch eine gewisse Energie hat, und damit eine weite Verteilung des entsalzenen Wasser über das Gelände erreicht wird.

interpreter schrieb:ch meine wie gesagt eine Art Niedriglastbetrieb, der sich in einem Fallwindkraftwerk aufgrund der über den ganzen Zeitraum etwa konstant bleibenden Leistung ja zwangsläufig einstellen würde

Ein Falllwindkraftwerk hat keine konstante Leistung über den Tag/Jahr. Diue Leistung ist abhängig von der Lufttemperatur und feuchte. Je kälter und feuchter die Luft, desto geringer die Leistung, weswegen in den Nachstunden in der Wüste so ein Kraftwerk wohl gar nicht mehr wirtschaftlich zu betreiben wäre. Von der Leistungskurve ähnelt es einem solaren Kraftwerk.

interpreter schrieb:, und damit eine weite Verteilung des entsalzenen Wasser über das Gelände erreicht wird.

ein großer Teil des Wassers verdunstet im Fallwindkraftwerk und geht damit sozusagen verloren. Mit Süßwasser wird man das aus genau diesem Grunde nie machen, da das Süßwasser für die direkte Bewässerung benötigt wird. Der indirekte Bewässerungseffekt des im Fallwindkraftwerkes verwendeten Waser durch die erhöhte Luftfeuchte und kühlere Luft dürfte trotzdem nur ein geringer Teil gegenüber der direkten Bewässerung ausmachen, wobei ich da aber keinerlei Zahlenmaterial zur Verfügung habe und dieser Effekt auch stark schwankend von Umweltgrößen und lokalen geographischen und Bebauungs/Bewachsungseigenheiten abhängt.

Wie auch immer, mir istz schon klar worauf du hinaus willst aber dir scheint der (auch monäre) Wert von Süßwasser nicht ganz klar sein und was mit dem ganzen Wasser im Fallwindkraftwerk den letztendlich passiert.

Siehe dazu:;
Wikipedia: Fallwindkraftwerk

Bei diesem Prinzip wird lediglich ein hoher Kamin verwendet, in dessen oberem Teil Wasser eingesprüht wird. Das verdunstende Wasser entzieht der Luft Wärme, diese kühlt sich um etwa 12 °C gegenüber der Außenluft ab und fällt innerhalb des Kamins mit Geschwindigkeiten bis 20 m/sec nach unten

Dasw Wasser "verdunstet" im Kamin und geht somit der direkten Nutzung verloren. Durch diesen Verdunstungseffekt entsteht auch die Problematik mit den Mikro-Salzkristallen die mit der Lufströmung aus dem Fuß des Kamins davongetragen werden. Das eingespeiste Wasser dagegen ist erst mal "weg" und kann nur indirekt in Form der kühlen, feuchten Luft aus der unteren Kaminöffnung genutzt werden.

Deine Quellen sind korrekt aber deine Interpretation m.E. nicht. Die Tatsache das das Wasser verdunstet heißt nicht das es aus dem Luftstrom verlorengeht der ja im ganzen Kraftwerk einen Fallwind von etwa 80kmh erzeugt. Dieser Fallwind saugt den Wasserdampf mit in die Tiefe, der damit zu fast 100% in dem Luftsrom enthalten ist und sich wahrscheinlich in der umgebung niederschlagen wird abhängig von der Ausrichtung der Düsen. Feuchte Luft bleibt schwerer als trockene Luft.

Wenn das Wasser direkt zur Bewässerung genutzt werden soll, wäre es auch wie gesagt möglich den Luftstrom durch einen Fliehkraftabscheider zu führen.

dabei könnte man den Luftstrom seitlich in eine Diskussförmige Vorrichtung blasen.

-->Die Luft wirbelt im Diskuss herum und das schwerere Wasser schlägt sich an den Wänden nieder. Unten kommt wasser raus oben trockenere Luft. Noch stärker wäre der Effekt wenn man die Luft nur durch ein Druckventil abblasen würde, da ja komprimierte Luft prozentual weniger Wasser binden kann.

So müsste es im Endeffekt möglich sein das verlorene Wasser auf nahezu 0 zureduzieren.

Weiterhin ist die Aussage, das Fallwindkraftwerke von der Umgebungs temperatur abhängig sind, so eine zu starke Vereinfachung. Tatsächlich sind sie vom Temperaturunterschied zwischen Höhenluft und Meerwasser abhängig. Dieser Unterschied müsste sich eigentlich Nachts in der Wüste nicht wesentlich verändern. Schließlich steigt heiße Luft auf. Wenn der Boden zu kalt ist um Wärme an die Luft abzugeben, wird die warme Luft die sich noch in der Höhe befindet verbraucht. Wo sollte sie sonst hin, bei völliger Windstille? Luft ist ein äusserst schlechter Wärmeleiter und nihmt daher nicht viel Hitze aus dem Sonnenlicht auf. Warme Luft wird hauptsächlich durch einen warmen Boden erzeugt.

[ZITAT=wiki]Ein großer Vorteil der Technologie besteht darin, dass sie auch ohne direkte Sonneneinstrahlung auskommt, also auch nachts funktioniert, ohne dass Speichertechniken eingesetzt werden müssten.[/quote]

interpreter schrieb:Dieser Fallwind saugt den Wasserdampf mit in die Tiefe, der damit zu fast 100% in dem Luftsrom enthalten ist und sich wahrscheinlich in der umgebung niederschlagen wird abhängig von der Ausrichtung der Düsen

warum, sollte diese Feuchtigkeit den kondensieren? Die Umgebung, also der Biden und die Luft über dem Boden, ist dich wärmer als die Luft aus dem Kamin. Also erwärmt sich die auströmende Luft aus dem Kamin wieder -> die relative Luftfeuchte, die im Kamin 100% beträgt, sinkt wieder erheblich ab. Nix mit Kondensation.

interpreter schrieb:-->Die Luft wirbelt im Diskuss herum und das schwerere Wasser schlägt sich an den Wänden nieder.

Es gibt kein flüssiges Wasser im Luftstrom. Sollte es auf jedenfall nicht geben, da dies eine geringere Effiziens bedeuten würde.

interpreter schrieb:Tatsächlich sind sie vom Temperaturunterschied zwischen Höhenluft und Meerwasser abhängig

Nein, die Temperatur des Meerwasser ist eine relativ unbedeutende Größe. Die Luft im Kamin wird nicht vom Meerwasser gekühlt, das wäre eine viel zu geringe Wärmemenge, sondern aufgrund der Verdunstung des Wassers. Die dazu notwendige Wärmeenergie wird aus der Luft im Kamin entniommen und kühlt die Luft ab.

Nur mal als Hinweis. Die Wärmeenergie die benötigt wird um 1l Wasser bei 100C° von flüssig ins gasförmige zu überführen ist so groß wie die Wärmemenge die man braucht um 1l Wasser von 0C^(flüssig) auf 100C° (flüssig) zu erwärmen. Daran siehst du sehr schnell die Größenordnungen und das der Kühleffekt durch die Wassertemperatur minimal ist.


Wie ich schon mal sagte. Dir sind die physikalischen Mechanismen die bei einem Fallwindkraftwerk wirken nicht ganz klar.

Der Wirkungsgrad des Fallwindkraftwerkes ist abhängig von der Temperatur der gesamten Außenluftsäule vom Boden bis zum Ende des Kamins (Schwere der Luftsäule außen) und davon wie satrk die Luft innerhalb des Kamines abgekühlt werden kann (Schwere der Luftsäule innen). Dies wiederum ist abhängig von der relativen Luftfeuchte der Umgebungsluft am oberen Ende des Kamin, wobei die relative Luftfeuchte wiederum abhängig von der Temperatur ist.

Je schwere die Luftsäule der Außenluft ist, desto geringer ist der Wirkungsgrad des Fallwindkraftwerkes. Nachts, wenn die Bodenluft kalt ist, ist die Außenluftsäule schwerer, womit der Wirkungsgrad absinkt.

Außerdem ist auch die Außenluft am oberen Ende des Kamins kälter, womit die relative Luftfeuchte höher ist und damit weniger Wasser innerhalb des Kamins verdunsten kann. Dadurch wird der Temoperatur/Dichteunterschied zwischen Außen/innenluft geringer und damit die Leistung/Effiziens des Systems.

Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt 4,18J/Kg. Das heißt, um ein Gramm Wasser um ein Grad Celsius zu erwärmen wird eine Wärmemenge von etwa 4,18 Joule benötigt. Dieser Wert ist im Vergleich zu anderen Flüssigkeiten sehr hoch und entsprecht definitionsgemäß der Kalorie (1cal = 4,18J).

Verdampfungdswärme von Wasser bei 100C: 2,26 kJ/g
bei 20C^ist sie etwas höher.

UffTaTa schrieb:Die Wärmeenergie die benötigt wird um 1l Wasser bei 100C° von flüssig ins gasförmige zu überführen ist so groß wie die Wärmemenge die man braucht um 1l Wasser von 0C^(flüssig) auf 100C° (flüssig) zu erwärmen.

Sorry, da habe ich wohl was falsch im Kopf gehabt. Nach den Werten die ich jetzt schnell nachgeschlagen habe, ist die Verdampfungswärme für 1kg Wasser: 2,26kJ, die Wärme um 1kg Wasser von 0C bis 100C zu erwärmen aber nur: 418J.

Das wäre also ein Faktor 5,4

@UffTaTa

UffTaTa schrieb:Es gibt kein flüssiges Wasser im Luftstrom. Sollte es auf jedenfall nicht geben, da dies eine geringere Effiziens bedeuten würde.

Ist in diesem Zusammenhang unerheblich. Die Luft würde durch die Fliehkraft im Wirbel nach außen gedrückt und dadurch an der Aussenwand kondensieren. Niederschlagen würde es sich natürlich nicht... irgendwie ist das ein wenig konfus, was ich schreibe. Sorry dafür.

UffTaTa schrieb:Außerdem ist auch die Außenluft am oberen Ende des Kamins kälter

Irgenwie widerspricht das meinen Physikkenntnissen. In diesem Bereich müsste die Luft am oberen Ende wärmer sein, aufgrund der Thermodynamik. Warme Luft steigt nach Oben oder? Nachs, wenn der Boden kalt ist und keine Luft erhitzt müsste also Oben eine Warme Schicht, auf einer kälteren Schicht weiter unten liegen.




Was die Verdunstung angeht hast du allerding recht.

@UffTaTa

Hab nochmal ein bischen geschaut...

Die warme Wüstenluft basiert auf der Hadley Zellen Zirkulation...

funktioniert die nachts nicht?

@interpreter

interpreter schrieb:Ist in diesem Zusammenhang unerheblich. Die Luft würde durch die Fliehkraft im Wirbel nach außen gedrückt und dadurch an der Aussenwand kondensieren.

überleg doch mal was du da schreibst. Das ist doch Stuss. Welcher physikalischer Effekt soll den für die Kondensation die Ursache sein?

interpreter schrieb:Warme Luft steigt nach Oben oder? Nachs, wenn der Boden kalt ist und keine Luft erhitzt müsste also Oben eine Warme Schicht, auf einer kälteren Schicht weiter unten liegen.

wie auch immer. Auf jedenfall ist es grundsätzlich nachts kälter, am Boden sogar sehr kalt. Dadurch steigt die relative Luftfeuchte wodurch weniger Wasser verdunsten kann. Das Fallwindkraftwerk arbeitet effizienter je höher die Temperatur und je trockener die Luft ist. Aus diesem Grund werden ja solche Dinger auch nur für Wüstengebiete vorgeschlagen. Und Nachts sind auch in der Wüste diese beiden Faktoren schlechter.

Die Luft miuss auch eine gewisse Mindestemperatur haben, sonst hat man nämlich Schneefall im Kamin bzw. es frieren die Düsen ein, weil das verdunstende Wasser die Temperatur an den Düsen unter den Gefrierpunkt absenken.

Und griundsätzlich, je kälter desto weniger Wärmenergie steht pro Volumen Luft zur Verfügung um das WEasser zu verdunsten. Desto geringer ist der Temperaturunterschied der erzielt werden kann, desto geringer ist die auskoppelbare Energie pro Volumen.

@UffTaTa

UffTaTa schrieb:überleg doch mal was du da schreibst. Das ist doch Stuss. Welcher physikalischer Effekt soll den für die Kondensation die Ursache sein?

Durch die Zentrifugalkraft wird die Luft in den Aussenbereichen komprimiert
Luft die komprimiert wird erhitzt sich
dadurch entsteht ein Temperaturunterschied zwischen Luft und Wand
Das Prinzip ist das Gleiche wie bei der Scheibe die beschlägt wenn man warme feuchte Luft gegenpustet.
Ausserdem lässt sich Luft in höherem Maße komprimieren als Wasser
folglich ist in komprimierter Luft anteilig weniger Wasser enthalten.
Irgendwo muss das Wasser bleiben das in der Luft keinen Platz mehr findet.

UffTaTa schrieb:Auf jedenfall ist es grundsätzlich nachts kälter, am Boden sogar sehr kalt. Dadurch steigt die relative Luftfeuchte wodurch weniger Wasser verdunsten kann

Das bestreite ich nicht... Aber wenn die Luft an der Kaminspitze immernoch ausreichend Wärme enthält funktioniert es doch noch oder? unabhängig davon ob der Boden eiskalt oder gar gefroren ist.

Der Unterschied zwischen Spitze und Boden sind immerhin 1000-1300m bei der komerziellen Implementation.



Ganz allgemein. Wenn du keine Lust mehr hast zu argumentieren, können wir das gerne lassen ;)