Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotor
Hallo,
ich habe da eine Frage, die vielleicht nicht direkt mit alternativen Kraftstoffen zu tun hat, aber relevant z.B. für Elektroantriebe.
Man sagt, dass Wirkungsgrad eines Benzinmotors um die 30% liegt, weil er verschiedene Drehzahlbereiche abdecken muss. Wie effizient wäre ein Motor, der nur für eine bestimmte Drehzahl ausgelegt wäre? Welchen Wirkungsgrad haben Diesel/Benzingeneratoren?
Und noch eine: was wäre besser, ein 1-Liter Motore unter Volllast, oder ein 2-Liter Motor unter Teillast?
110 Antworten
was ist für dich effizienz?
Wenn du damit meinst das wir nur geringe Massen "verbrennen" müssen, dann sollte das immer in bezug zur gesamt masse stehen. Da ist dann Uran auch nicht viel besser wie Kohle.
Das hat aber überhaupt alles nichts mit dem Wirkungsgrad zu tun. 60% der in Form von Wärme zugeführten Energie, stehen nicht als Exergie zur verfügung, die gehen in Reibung Abwärme etc verloren.
Atomenergie hat einfach keine zukunft. wie schon gesagt könnten wird uns die problemlos sparen. und weltweit macht sie gerade mal 5% aus!
Zitat:
Original geschrieben von golf16vau
Atomenergie hat einfach keine zukunft. wie schon gesagt könnten wird uns die problemlos sparen. und weltweit macht sie gerade mal 5% aus!
Das ist zwar deine Meinung, aber nicht realistisch. D ist eine Bananeninsel auf der Erde. Wenn hier ein AKW weniger steht, stehen in China trotzdem 20 mehr, weil sie einfach die Energie brauchen und die Menge Öl nicht haben können und den Dreck nicht haben wollen...
Könnte dir dein Argument auch umdrehen. Wasserkraftwerke braucht keiner, sind ja eh nur <1%. Sag das mal den Norwegern...
Oder Solar braucht keiner, oder Windkraftwerke, oder Strom überhaupt...
Moin Moin,
Sorry ... aber du hast da ein paar Begriffe kurios durcheinander geworfen.
Richtig ist, das in "konventionellen Kraftwerken" eine chemische Umwandlung genutzt wird, um chemisch gebundene Energie in Wärmeenergie umzuwandeln und diese anschließend in elektrische Energie zu transformieren. Das dabei "wenig" Energie frei wird ist jedoch nicht richtig. Chemische Reaktionen können, richtig gesteuert sehr große Mengen an Energie freisetzen (Wärmeenergie und Volumenarbeit), das Problem ist nur, diese Energie komplett in nutzbare Energie umzuwandeln. Dies klappt jedoch erst bei neuesten Kraftwerken mit mehrfacher Wärme- und Energiekopplung sehr gut. Auch die Atomhülle wird dabei nicht verändert. Würde dies passieren, wären wir bereits in der Physik. Denn der "einfachste" Fall einer Atomhüllenveränderung wäre die Ionisation (Ein Elektron wird aus der Atomhülle herausgeschlagen/entfernt). Bei chemischen Reaktionen wird lediglich die Elektronenanordnung/verteilung, die Valenz der einzelnen Atome verändert. Sobald wir irgendwas an der Atomhülle selbst machen, sind wir strenggenommen bereits in der Physik.
Beim Begriff der Bindungsenergie muss man auch etwas weiter differenzieren ! Denn bei der Verbrennung wird eben auch eine Enthalpie frei, welche mit den BINDUNGSENERGIEN korrelliert. Exakter sollte man also den von dir benutzten Begriff als Kernbindungsenergie bezeichnen, um ihn vom anderen Begriff deutlich abzugrenzen.
Was du in deiner Idee jedoch komplett vernachlässigst ist eines. Um ein AKW zu betreiben, muss Ich die Kernreaktion erstmal auslösen. Hierzu benötige Ich entweder eine kritische Masse (keine wirklich gute Idee) oder eine Neutronenquelle. Zusätzlich kann Ich nicht direkt die Energie der Kernreaktion nutzen. Sondern muss diese freiwerdende Energie ebenfalls erstmal so transformieren, das ich sie in elektrische Energie umwandeln kann. Unterm Strich bleibt es also in Hinblick auf den Wirkungsgrad egal, welches Verfahren ich verwende. Sicherlich wäre die Fusionsenergie ein extrem interessantes Verfahren, auch weil es zumindest nach unserem derzeitigen Wissensstand keine negativen Produkte gibt. Eine Kernspaltung dagegen hinterläßt uns nunmal auf lange Zeit sehr bedenkliche Produkte. Aus diesem Grund, und auch aufgrund der begrenzten Ressourcen, kann die Kernspaltung ebenso wie regenerative Energien nur puffernd wirken und uns die Zeit geben, uns von Verbrennungsprozessen zumindest im großen Massstab unabhängig zu machen. Denn eine Verbrennung als Energielieferant in kleinem Masstab z.B. als gelegentlicher Hausbrand (aus ökologischen Gründen dann halt besser in einem regionalen Blockheizkraftwerk) von regenerativen Materialien ist aus zweierlei Hinsicht praktisch, erstens ermöglicht es eine dezentrale Energieversorgung (ohne massiven Energietransport), gleich gekoppelt mit einer witterungsbedingten Wärmeverteilung und zusätzlich sind nur solche Energielieferanten in der Lage kurzfristig auf Verbrauchsveränderungen zu reagieren.
Zitat:
Original geschrieben von colonia_space
Bei konventionellen Kraftwerken wird ein Brennstoff unter zugabe von Sauerstoff verbrannt. Dieser Prozess läuft rein chemisch! ab. daher es verändert sich lediglich die atomhülle der beteiligten elemente und verbinden sich mit einander. so zum beispiel bei Kohlenstoff und Sauerstoff, dass zu diversen verbindungen (CO, Co2 etc.) reagiert.
Bei diesen chemischen Prozessen wird nur sehr wenig Energie frei.
Eigentlich ist diese klassische Energiequelle die eingetliche Atomenergie, da hier die gesamten Atome miteinander reagieren.Bei der Kernspaltung, wird wie der Name schon sagt, der Kern eines Elements gespalten. Dies ist etwas völlig anderes.
Die mögliche Energiegewinnung bei der Kernspaltung bzw. der Fusion hängt von der Bindungsenergie der jeweiligen Elemente ab.
Die Bindungsenergie ist bei Wasserstoff am höchsten, fällt dann bis zur Eisengruppe ab. Ab da an steigt sie bis zu den schweren Elemente wie Uran.
Da bei der Spaltung/Fusion die Differenz zwischen alter und neuer Bindungsenergie frei wird, ist es sinnvoll Elemente mit hoher Bindungsenergie zu spalten/bzw. zu fusionieren.
Da die Bindungsenergie von Wasserstoff noch weitaus höher ist als die von Uran wird auch klar, dass die Fusion noch weitaus effektiver ist, als die Kernspaltung.Trotzdem wird bei der Spaltung eines Uran Kerns wesentlich mehr Energie frei, wie bei jeder chemischen Reaktion.
Du siehst also, selbstverständlich ist Kernenergie (Fusion und Spaltung) effektiver wie konventielle "Atom"energie (verbrennen von Kohle etc.), da man aus viel geringen Mengen des Ausgangsstoffes viel mehr Energie erzeugen kann.
Sehe Ich etwas anders. Kunststoff ist zwar häufiger "widerverwendbar" als eine Papiertüte (auch die kann man einige Male verwenden), trotzdem ist eine Kunststoffverpackung deutlich Energieintensiver herzustellen (Erdölförderung, Erdöltransport, Steamreforming*, Cracking*, Polymerisation*, Verarbeitung*; mit * gekennzeichnet Energieintensive Prozesse) als eine Papiertüte (Holzfällen, Holztransportieren, Holz schnipseln, verleimen, Tütenproduktion). Und die Erfahrung zeigt uns auch, das Plastiktüten z.B. selten häufiger als 5 mal zu verwenden sind, weil sie dann einfach z.B gerissen sind, also unbrauchbar geworden sind. Ausserdem ist eine Papiertüte in der Entsorgung wesentlich unproblematischer als eine Kunststofftüte. Um Rückstandslos zu verbrennen müssen Kunststofftüten auch bei deutlich höheren Temperaturen verbrannt werden, als Papiertüten. Also Ich sehe da deutliche Vorteile für die Papiertüte 😉
Zitat:
Original geschrieben von mainstone
lieber plastik oft verwenden wie andauernd papier herstellen (egal ob recycling oder nicht).
Ich gebe dir ein Gegenargument 😁 Norwegen hat 4.6 Mio. Einwohner, Deutschland knapp 80 Millionen. Die Energieversorgung von 5 Millionen Menschen ist wesentlich einfacher auf regenerativen Mitteln aufzubauen, als die von 80 Millionen. Sicherlich hast Du recht, das man in Deutschland noch VIEL machen kann, um mehr fossile Energieträger einzusparen. Trotzdem werden wir es nicht wirklich schaffen unseren kompletten Energiebedarf auf diese Weise zu decken (Ausser irgendwer entwickelt noch eine Methode der Energiegewinnung die uns bislang unbekannt ist, oder die bisher zu ineffektiv ist). Allerdings sehe Ich in Deutschland keine Chance für Gezeitenkraftwerke 😉 Das gibt unsere Küstentopologie vermutlich nicht her.
Und unterschätzt bitte alle nicht die Möglichkeiten von modernen Stählen. Es gibt Stahllegierungen die sehr erstaunliche Eigenschaften haben und mittlerweile z.T. schon in der Lage sind mit Alluminium zu konkurieren. Stahl ist sicherlich mittlerweile wieder ein Werkstoff der vielfach unterschätzt wird und dessen Potential momentan nicht völlig ausgeschöpft wird. Da bei diesen Spezialstählen allerdings unmengen von Patenten zu zahlen sind, isser nicht ganz billig. Wogegen Alluminium und auch Magnesium derzeit durch die niedrigen Umweltauflagen und die z.T. günstige Energie an einigen Standorten (es gibt Alluwerke, die produzieren Alluminium durch ausnutzen von Wasserkraft, und die ist irgendwann mal "umsonst" da 😉) quasi zum Dumpingpreis verfügbar.
Zitat:
Original geschrieben von oink
Nunja, das man mit regenerativen Energien kein Land autark versorgen kann, ist so nicht ganz korrekt, wie man am Beispiel Norwegen sehen kann.
Sicherlich stellt Norwegen aufgrund seiner geografischen Gegebenheiten eine Ausnahmeerscheinung dar, aber es deckt 100% seines Bedarfes durch Wasserkraft...Wenn man sich alleine die Fläche anguckt die in Deutschland auf Hausdächern und Fabrikhallen zur Verfügung steht für Solaranlagen, die Küsten zum Bau von Windparks ausnutzt, sich Gedanken über Gezeitenkraftwerke in der Nordsee macht und diese Potenziale auch nur teilweise ausschöpft, ist man schon um einiges weiter...
Natürlich muss man dafür erstmal ordentlich investieren...
Das mit dem Aluminium ist auf den ersten Blick zwar einleuchtend, allerdings muss man sich auch über die Eigenschaften von Aluminium klar werden...
Es ist bei gleicher Festigkeit wie Stahl (die Bauteile werden stärker Dimensioniert) 40% leichter, von Natur aus Korrosionsbeständig, fast zu 100% wiederverwertbar, ein ausgezeichneter Leiter...Ein vergleichbarer rostfreier Chrom-Nickel-Stahl ist teurer, schadet der Umwelt durch Chrom und Nickelgewinnung um einiges mehr, ist schwerer...
Allgemeine Baustähle müssen lackiert oder verzinkt werden zum Korrosionschutz, Lacke und Lösungsmittel sind hochgiftig, genauso wie Zink...Dazu kommt das die Bearbeitung von Stählen verschleißender und energieintensiver als die von Aluminium ist...
Aber das mit den Drehzahlbegrenzern musst du mir nochma erklären. Wie soll das funktionieren? Wie ist das gemeint? Bei uns werden die Motoren so dimensioniert das sie bei Bemessungsdrehzahl unter Bemessungslast laufen, weil sie da ihr Bemessungsmoment haben... Wenn ich jetzt die Drehzahl begrenze, fliegen mir regelmäßig die Motorschutzschalter raus wegen Überstrom, die Motoren überhitzen aufgrund geringerer Lüfterdrehzahl oder oder...
So wie ich das nebenbei lese (Ich verfolge das Thema nicht mit sehr großer Aufmerksamkeit) ist es im Moment so, das man einen Betrieb von 8-9 Jahren benötigt, damit eine Solarzelle umweltneutral wird. Danach spart sie nur noch ein. Jedoch forscht man derzeit an neuen Zellen, die eine höhere Effektivität haben und energiegünstiger zu produzieren sind. Man peilt angeblich einen Turnoverpunkt von 6 Jahren an. Und du hast sicherlich recht, das auf diese Weise nur tagsüber Energie erzeugt werden kann und das Deutschland sicherlich nicht der ideale Standpunkt für eine Solarzelle ist. Aber wie gesagt, es geht ja auch darum die herkömmlichen Energieträger zu entlasten. Und wenn man halt die Sonnenenergie nebenbei nutzt um Wasser nen Berg hochzumpumpen. Dann speichert man Energie für Nachts zwischen. Die perfekte Energieversorgung hat leider noch niemand erfunden, aber ich halte es durchaus für legitim, jede Möglichkeit zu nutzen. Und auf Dächern ist, wie vorher schon mal gesagt, ne Menge, ansonsten ungenutzter quasi verschenkter Platz.
Es geht nunmal um zwei Punkte, erstens zu zeigen, das man UMWELTFREUNDLICH nutzbare Energie gewinnen kann, die vorhandenen Ressourcen zu schonen und dabei die Umwelt zu entlasten. Der Punkt dabei ist, und das sollte man nicht vergessen. Wenn wir zeigen, das ein Land wie Deutschland, das einen vergleichsweise HOHEN Energiehunger hat, 20-30% seiner Energie aus alternativen Energieträgern gewinnen kann, ohne das dies zu einer KOSTENEXPLOSION und massiven Komforteinbussen führt, können wir diese Produkte auch verkaufen. Denn Staaten wie China oder Indien werden alleine schon wegen des HOHEN PREISES für fossile Energieträger und der HOHEN INVESTITIONEN für AKWs auch über diese Alternativen nachdenken. Sofern man ihnen belegen kann, DAS man damit sinnvolle Mengen an Energie, zu vertretbaren Preisen, bereitsstellen kann. Denn auch wenn uns die Energiepreise in China, Indien etc.pp. lächerlich vorkommen, sind sie für die jeweiligen Staaten ziemlich hoch. Und Personen die denken und rechnen können, haben die auch. So darf in China z.B. kein Auto mehr neu zugelassen werden das nicht MINDESTENS die Euro 2 Norm erfüllt. Und wieviele Jahre sind hier Autos rumgefahren, die die "Euro 0" Norm erfüllt haben ?
Die machen eben nicht alles auf dem denkbar niedrigsten Niveau, sondern versuchen schon so effizient wie möglich zu sein. Immerhin wollen die ja nach Vorne, und das klappt mit "Methoden und Techniken" aus den 60er Jahren nicht.
MFG Kester
Zitat:
Original geschrieben von cpp
Solarenergie in Form von Solarzellen ist Schwachsinn - vor allem in Mitteleuropa. Um die Energie wieder hereinzuholen die für die Produktion der Zellen benötigt wurde müssen die über Jahre Strom liefern.
Windenergie und Sonnenenergie sind wegen der starken Schwankungen nicht in der Lage eine ausreichende Versorgungssicherheit herzustellen.
Zitat:
Original geschrieben von Fubbel
Das ist zwar deine Meinung, aber nicht realistisch. D ist eine Bananeninsel auf der Erde. Wenn hier ein AKW weniger steht, stehen in China trotzdem 20 mehr, weil sie einfach die Energie brauchen und die Menge Öl nicht haben können und den Dreck nicht haben wollen...
Könnte dir dein Argument auch umdrehen. Wasserkraftwerke braucht keiner, sind ja eh nur <1%. Sag das mal den Norwegern...
Oder Solar braucht keiner, oder Windkraftwerke, oder Strom überhaupt...
mann mann mann. das ist quatsch!
Was interessiert mich China? Was intressiert mich die USA? Sollen doch machen was sie wollen. Letztendlich hat man ja gesehen was passiert, wenn man die Natur jahrelang bescheißt!
Aber setzen wir jetzt wieder auf Laufzeitverlängerung, ist die ganze Diskussion um alternativen, und damit um den Zwang welche zu finden, wieder vom Tisch. Dann wird halt wieder solange Uran zerspaltet bis wir eben in 30ig Jahren nix mehr haben. und dann? dann ist es zu spät. Den im gleichen Zug dürfte da das Öl auch knapp werden. Anstatt das man hier endlich mal wieder was unternimmt, jammert jeder nur. Und sehnen die guten alten Zeiten herbei. Langsam aber sicher geht mit diese Moral hier in Deutschland auf den Sack. In dieser Energiekrise steckt für uns kleines Land eine Riesen Chance, nur keiner will sie nutzen. Vor allem die Politik reagiert vollkommen falsch. Keine Fördergelder werden bereitgestellt, stattdessen mauschelt man mit den Energieriesen, die Laufzeiten zu verlängern. Pervers, aber verständlich, den meißten sind auf ihren eigenen maximierten Gewinn ausgerichtet.
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Nehmen wir die USA mal außen vor, dann haben wir China. In China wird derzeit das größte alternative Energien-Projekt aller Zeiten durchgezogen. Das Ding hat ne Leistung von 18,2GigaWatt, das entspricht etwa 18typischen AKWs, und wahnwitzigen 1/6 der Gesamtleistung aller Kraftwerke in Deutschland von 122GW (Stand 1997)...
Und wenn man sich überlegt das auf der Welt etwa 260Millionen Amerikaner und 1100Millionen Chinesen leben, dagegen aber nur etwa 85Millionen Deutsche, dann ist die Aussage "was interessiert mich China, was interessieren mich die USA" nicht sonderlich inteliigent, denke ich...
Einspeisungen von Solar und Windanlagen müssen in Deutschland ins Netz geleitet bzw. vom jeweiligen Versorger abgenommen. Das heisst ob er will oder nicht, wenn jemand ein Windkraftwerk baut, hat er die Garantie das der Versorger die Leistung zu 100% zu einem Festpreis abnimmt.
Das Problem ist hierbei nicht der lokale Markt, da hier gleichermaßen auf alternative Energien gesetzt wird, sondern das Ausland...
Hier in Europa kommen wir mit der Sichtweise "was interessieren mich die anderen" nicht weiter. Was passiert wenn die RWE und die EON ihre Energiepreise erhöhen, weil in Deutschlan verstärkt auf Wind und Solar gesetzt wird? Genau, die Kunden laufen weg und gehen zu Vattenfall oder zu einem französischen Anbieter und kaufen dort ihren Strom.
Früher wäre sowas möglich gewesen, dank der EU und der Globalisierung ist es leider nicht mehr so einfach...
Abgesehen davon nützen uns kümmerliche Einzelgänge von einem einzigen Land mit knapp 1,5Promille der Weltbevölkerung in Bezug auf den Energieverbrauch und die Klimakatastrophe überhaupt nix, da helfen nur globale Großprojekte...
Wenn wir in Deutschland auf regenerative Energie setzen und damit die Energiepreise national zum Explodieren bringen, versetzen wir uns, unserer Industrie und unserer Wirtschaft den Todesstoß...
naja wieder einer der es ned sehen will oder kann. Denk doch einmal eine Minute nach. Glaubst du ernsthaft das die Energie in Zukunft billiger wird? Das ist nicht nur ein Problem hier, sondern überall. In jedem beliebigen land ist die Energie für deren Verhältnisse schon lange nicht mehr billig. Oder warum klaut gerade die Ukraine Gas?
So du argumentierst das unsere Einsparmaßnahmen keinen Effekt auf die Globale Umwelt haben? Da geb ich dir recht! Aber das ist doch noch lange kein Grund zu sagen: Ja mei, wenn China oder sonst wer soviel Dreck in die Luft bläst, dann machen wir da mit(und genau darauf war meine aussage bezogen. Aber wie immer wird einem das Wort im Mund verdreht). Diese Einstellung ist sowas von Hirn riesig. Könnte glatt von nem super schlauen weltfremden Politiker sein.
Ob nun die Energie zwei Jahre später oder früher mehr kostet, ist doch wurscht. Dein Argument, das wir damit unsere Wirtschaft schädigen zieht rein aus diesem Grund schon nicht mehr(mal ehrlich ich kennen nicht viele Unternehmen die sich dahingehend irgendwelche Gedanken in Sachen Einsparung machen). Es ist nur die Frage mit welchen Vorsprung wir eine Umstrukturierung unseres Energiehaushalts schaffen, denn kommen wird das definitiv. Je früher, desto mehr können wir daraus für uns schlagen. Aber das sieht halt im Moment keiner, weil eben die Energie immer noch zu billig ist. Bzw. dank unsere Politik überholt uns jetzt sogar die USA in Sachen grüner Energie. Daumen hoch! so macht man das richtig!
€: hier gehts weiter: http://www.motor-talk.de/t962382/f258/s/thread.html