Lösung für die Energiekrise

Das dürfte für diesen Sachverhalt nicht entscheidend sein. Die freie Konvektion, die bei Flüssigkeiten stattfinden kann, erhöht sicher den inneren Wärmeaustausch im Tank, aber für den Wärmeverlust an die Umgebung ist doch der Wärmeübergangswiderstand des Gesamtsystems entscheidend und der wird durch die Komponente mit der geringsten Wärmeleitfähigkeit dominiert (1/R_ges = 1/R1 + 1/R2), also die äußere Isolation. Auf Wikipedia [1] kann man sich mal Werte für verschiedene Materialien anschauen. Selbst einfache Isolationsmaterialien sind Faktor 10 besser als Sand. Natürlich hängt es am Ende davon ab, wie dick die Sandschicht im Vergleich zur Isolation ist, aber ein System, in dem es eine dicke, nicht beheizte Sandschicht am Rand gibt, ist entsprechend ineffizient.

[1]

2 „Gefällt mir“

Ich muss mich @MarkusS leider anschließen. Entscheidend ist die äußere Isolation des Speichers, nicht so sehr was im Speicher passiert. Nur eine Sache:

Wenn man dieses Argument durchdenkt, dann dürfte relativ bald ein starker Temperaturunterschied zwischen außen liegenden Sandschichten und dem Kern herrschen. Das führt dann aber zu einer reduzierten Abgabeleistung des Speichers, da die Luft auch durch weniger heiße Bereiche gepresst würde und dort entsprechend weniger erwärmt wird. Außerdem reduziert ein System, das bewusst auf eine Abkühlung in radialer Richtung setzt, die Kapazität eines solchen Speichers.

So ganz überzeugt von deinem Ansatz bin ich nicht. Aber man müsste es mal simulieren. Das Problem ist ja nicht wirklich schwer (Wärmedurchgang durch einen isolierten Zylinder, entweder mit einer Sandfüllung oder Wasser).

Bis dahin bleibe ich erstmal bei der Vermutung, dass Flüssigsalzspeicher oder Heißwasserspeicher wartungsärmer, energetisch effizienter und wesentlich kompakter sein dürften.

1 „Gefällt mir“

Weder noch. Aus 1000 Grad produziert man Strom ( weil reine Exergie) und alles andere kaskadiert als Koppelprodukt.
Eine Speicherung auf so hohen Niveau um lommelige 50 Grad zu bekommen ist reine Exergievernichtung und wird hoffentlich unter Strafe gestellt :grinning:

2 „Gefällt mir“

Es gibt auch verschiedene Power-to-X-Technologien ( Power-to-X – Wikipedia ).

Stimmt natürlich. Ich wollte das Prinzip erläutern und dafür den Prozess einfach halten. Daher wollte ich nur die Erwärmung darstellen. Aber du hast völlig recht. Bei solchen Temperaturen könnte man auch einfach Strom herstellen.

2 „Gefällt mir“

Ich wäre eher für riesige Eisspeicher zu begeistern. Für den Phasenübergang flüssig->fest muss man Wasser viel Energie entziehen, etwa so viel wie von 70° auf 0°. Den Speicher kann man im Sommer auf 10° aufheizen, da hat man auch wenig Verluste. Und dann muss man das Fernwärmenetz dazu bringen mit maximal 70° zu funktionieren, damit die Verluste nicht zu hoch werden und die Wärmepumpe halbwegs effizient arbeiten kann. Je höher die Temperatur, auf die gepumpt wird, desto niedriger ist prinzipbedingt die Effizienz der Wärmepumpe.

1 „Gefällt mir“

Das erklärt auch die Funktion des Speichers: nämlich die Speicherung von Strom über den Zwischenzustand Wärme.

Wollte man dagegen Wärme auf einer Temperatur speichern, wie sie z. B. Heizung und Warmwasser erfordern, dann wäre vermutlich eine andere Lösung effizienter.

1 „Gefällt mir“

Schon klar, aber meines Wissens nach handelt es sich dabei zumeist um Pilotprojekte derzeit. Große Anlagen gehen erst in den kommenden Jahren in Betrieb.

Auch wenn das exergetisch sicher Sinn macht, wird der Sandspeicher in Kankaanpää, um den es im Artikel geht, nach meinem Verständnis vor allem für die Wärmeversorgung von Privathaushalten genutzt. Konkret [1]:

„Wird die gespeicherte Energie dann benötigt, kann mit der Wärme Wasser für das Fernwärmesystem abgegeben werden. Möglich wäre auch die Umwandlung in elektrische Energie mittels Turbinen. Dadurch würde aber auch die Wirtschaftlichkeit leiden, da neben dem Speicher selbst auch die Turbinentechnik angeschafft werden müsste.“

[1]

1 „Gefällt mir“