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Zukunft Dampfhybrid?
Hallo Motortalker!!!
Ich bin neu im Forum und hoffe, dass ich mit meiner Frage im richtigen Forum bin.
Ich interessiere mich für alternative Antriebe. Bin ausgesprochener Ottofan und im Grunde genommen kein Umweltschützer und halte den Klimawandel für erfundenen Schwachsinn, bin aber gegen Luftverschmutzung. Vor allem bin ich der Meinung dass vor 120 oder 150 Jahren, die Öl"lobby" dafür verantwortlich war, dass wir heute nicht mehr mit Dampf sondern mit Benzin und Diesel fahren und frage mich ob sich das in Zukunft wieder ändern könnte. Ich denke an autarke leistungsverzweigte Mildhybride mit Dampfmotor und Elektromotor und an die Möglichkeiten ungenuzte Wärme z. B. durch. Alpha-Stirlingsmotoren gekühlt durch den Fahrtwind, einsetzbar wie Range-Extender, in Elektrizität umzuwandeln...
Vor allem finde ich es schlimm, Autos an die Steckdose zu hängen, solange der Strombedarf nicht ohne Atomkraftwerke gedeckt werden kann.
Was haltet ihr davon?
Freue mich über eure Antworten!
Lg Clemens aus Tirol
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32 Antworten
Wäre nicht wild drauf los subventioniert bei der alternative Energiegewinnung wie z.B. Windkraft, sondern erstmal eine vernünftige Infrastruktur geschaffen, könnte die Überproduktion längst die AKW's ersetzen. Die deutsche Küste ist mittlerweile mit Windanlagen gepflastert, ein Großteil steht still.
Das größere Problem sehe ich in der Netzauslastung wenn 'alle' nach Feierabend ihr Auto anstöpseln. Auch wird eine 'Schnellladung' wohl nicht bei 30min bleiben bei zunehmender Verbreitung von eAuto's.
Denke die einzig wirklich vernünftige Alternative ist der Fuell-Cell Antrieb der aber durch die stark propagierte Elektro-Mobilität, und die dafür benötigte Infrastruktur die jetzt vorrangig gepushed wird, dann doch stark ausgebremst wird. Im Umkreis von 100km habe ich schon sagenhafte 2 Wasserstoff-Tankstellen :-(
Dabei habe ich aber alle Vorteile vom Elektroauto und innerhalb von 3min eine volle Tank-Ladung.
Bislang sind aber auch nur 2 Fahrzeuge auf dem Markt erhältlich ...beide zu Preisen die wohl keinen Durchbruch erzielen werden.
Das Problem bei der Brennstoffzelle sehe ich an erster Stelle am der fehlenden Infrastruktur, an zweiter Stelle am unausgereiften Wasserstofftank und an dritter Stelle darin, dass fast der Gesamte Wasserstoff aus Erdgas hergestellt wird.. Erdgas geht irgendwann genau so aus, wie uns das von allen anderen fossilen Energieträgern erzählt wird. Und stell dir vor was mit dem Wasserstoffpreis passiert, wenn alle mit Brennstoffzellenantrieb unterwegs wären...
Der Dampfmotor hingegen kann fast alles verwenden, ob Benzin oder Rapsöl, ist ihm völlig egal... Der Dampfmotor ist bereits soweit entwickelt, dass alle innermotorischen Teile, welche in Verbindung mit Wasser oder Dampf kommen, durch diesen Betriebsstoff ausreichend Schmierung erhalten durch z. B. Keramik messing usw. Somit keine Vermischung von Wasser und Öl stattfindet!
Das heißt anstatt hin und wieder Öl nachzufüllen, wird man hin und wieder den Wasserstand kontrollieren.
Das heißt man braucht 1-2 liter sprit auf 100km. Durch die kontinuirliche Verbrennung entstehn kaum Abgase, welche viel besser gereinigt werden können als bei Verbrennungsmotoren und wenn viele mögliche Treibstoffe und niedriger Verbrauch die Nachfrage an den Treibstoffen senken, wird auch der Preis sinken...
So stelle ich mir das vor.
Man braucht ja auch keinen starken Motor... Wenn die Motorenkombi zb. 140 ps erzeugt und mit den Nebenverbrauchern, vor allem den Generator im Endeffekt 100 Ps auf die Straße kommen, reicht das für 200km/h. Und es ist heute schon möglich einen 75kW Dampfmotor mit 2l Benzin zu betreiben.
Vor allem VW hatte solch einen Motor bereits im Skoda Fabia getestet, 2000 oder 2001. Ich glaube das Problem war damals noch der Porenbrenner, den man alle 3000 - 4000 Betriebsstunden erneuern musste. Die Erfahrung mit dem Dampfflugzeug ist auch interessant und in Wikipedia beim Dampfmotor beschrieben.
Ich bin auch der Ansicht das die Energiewende falsch geplant wurde aber in einem etwas anderen Sinn. Anstatt riesige neue Stromtrassen zu verlegen hätte man für ordentlich Energiespeicher sorgen müssen. Wenn man die Peakbelastungen kappt braucht man nur ein viel schwächer ausgelegtes Stromnetz. Die Milliarden für den Ausbau des Stromnetzes für die der Stromkunde aufkommen muß werden größtenteils sinnlos verballert. Aber so ist es eben wenn die Grünen mit einer halben Idee anfangen den Strommarkt umzukrempeln und die Anderen auch nicht schlauer sind. Man hätte gleichzeitig mit der Förderung von Umweltenergie schritthaltend die Erforschung und den Ausbau von passenden Energiespeichern in Angriff nehmen müssen.
Das Problem mit hoher Belastung des Stromnetzes sehe ich nicht. Das durchschnittliche Auto fährt bei uns etwa 40km am Tag. E-Mobile werden den Schwerpunkt zunächst beim Kurzstreckenfahrzeug haben. Dürften also eher noch deutlich drunter liegen. Wie auch immer. Es müssen lediglich in der Gegend von 6kWh pro Auto und Tag nachgeladen werden. Millionen E-Autos werden nicht über Nacht auf unseren Strassen erscheinen und wir werden Zeit haben uns darauf einzustellen.
Die Li Akkupreise für Automobile sinken schon seit Jahren mit ca 16% pro Jahr. Spätestens so ab 2025 wenn sich jeder ein Auto mit den Fahrleistungen eines Tesla leisten kann wird der Markt mit BEV geflutet. Brennstoffzellenautos die nochmal eine eigene Infrastruktur mit Millionenkosten pro Tankstelle benötigen und die vom Systemwirkungsgrad her grottenschlecht sind, werden spätestens dann für immer aus dem Markt katapultiert.
Der Wirkungsgrad von einfachen Dampfmaschienen wie sie in Lokomotiven eingesetzt wurden war sehr schlecht. Etwa die Hälfte eines Benzinmotors. Zudem sind Benzinmotoren viel kleiner und sie müssen keinen zusätzlichen Wassertank mit sich schleppen. Man braucht hier keine Konspiration vermuten. Der Markt hat richtiger Weise eine ineffiziente alte Technologie durch eine neue Überlegene ersetzt so wie es seine Aufgabe ist. So ab ca. 2025ff ist nun der Verbrennungsmotor dran ersetzt zu werden.
Zitat:
@Clemens0000 schrieb am 14. August 2017 um 22:21:19 Uhr:
die Öl"lobby" dafür verantwortlich war, dass wir heute nicht mehr mit Dampf sondern mit Benzin und Diesel fahren
Genau, und der Dampf kommt aus der Steckdose oder wie? 
Der Grund war einfach, der Holzverbrauch für Stahl und Dampfmaschinen war so groß dass es vor gut 100 Jahren kaum noch Wald in D gab den man abholzen konnte. Mit zunehmendem Energiebedarf brauchte man Alternativen, im mobilen Sektor sind da die flüssigen Kraftstoffe schlicht die sinnvollsten gewesen.
Der Rest ist "nur" aufbrechen von Gewohnheiten. Tanken tut auch keiner jeden Abend, aber das E-Auto muss mit Gewalt wenn man zu Hause ankommt in 15min voll sein sonst taugt das nichts. Dabei wären E-Autos ideale Stromspeicher für das Netz. Im Schnitt fährt ein PKW kaum 40km pro Tag, das kann ganz enspannt in der Nacht zu Schwachlastzeiten im Netz nachgeladen werden. Und ggf. kann es nach Feierabend sogar mit Strom aus dem Akku die Spitze von Mama kocht das Essen abfangen und sich danach erst bis zum nächsten Morgen volladen.
Wenn man will geht viel, in D blockieren Vorurteile, früher war alles besser usw.. die meisten technischen Entwicklungen. Mal über den Tellerrand gucken hilft ...
Zitat:
... hätte man für ordentlich Energiespeicher sorgen müssen.
Sehe ich genau so. Und jegliche Planung zur Speicherung überschüssiger Energie geht in der Richtung Umwandlung von elektrischer Energie in Wasserstoff oder Methan. Da ist für mich das einzig logische auf ein Elektroauto das Wasserstoff tankt zu setzen. Da aber die Infrastruktur für reine eAutos viel schneller und vor allem billiger zu realisieren ist, wird ausschließlich auf dieses Pferd gesetzt..
Der Wirkungsgrad von Brennstoffzellen lag schon vor einigen Jahren bei über 60%, der Otto-Motor hat es nach einer Ewigkeit an 'Innovation' mal gerade über 35% geschafft.
Eine Frage die mich auch beschäftigt: Akkus sind absoluter Sondermüll der übelsten Klasse und haben eine recht kurze Nutzungsdauer (im Vergleich zum Verbrennungsmotor allemal). Bin ich, mit alle paar Jahre Akkuwechsel, tatsächlich ökologisch sinnvoller unterwegs? Die Energieerzeugung im Kraftwerk ist ohne Zweifel effizienter und die Luftverschmutzung habe ich nicht mehr direkt vor der Haustür, aber der Sondermüll der zusätzlich entsteht? Keine Ahnung.
Und wie verhällt sich die Brennstoffzelle zur Akkutechnik, die sind ja auch nicht ewig haltbar.
Ich denke auch dass das ganze Konzept der eMobilität eine extrem langwierige Umsetzung mit sich zieht, wenn es für den Handwerker, Landschaftsgärtner, Logistik-Unternehmer usw. keine Alternative zum Zugpferd 'Diesel' geben wird und weiter nur für den kleinen Normal-Verbraucher konzeptioniert wird. Ich möchte auch nicht auf meine Anhängerkupplung verzichten :-)
Wenn an der Tankstelle ein PKW 30min. für 80% Ladung braucht (zuzüglich Wartezeit auf den Vordermann), wie lange braucht dann ein LKW?
Mit FuellCell wäre Ladezeit kein Thema und durchaus auch für den Schwertransport zu gebrauchen:
Zeit mag ja für Leute mit regulären Arbeitszeiten kein Thema sein, wer aber 24/7 auf Abruf steht kann sich aber auf 'morgen früh komme ich wieder 40km' nicht verlassen...
Ich glaube ich werde Missverstanden, ich spreche nicht von Dampfmaschinen oder Dampflokomotiven, welche max 16% Wirkungsgrad hatten, ich spreche vom Dampfmotor. Bitte informiert euch!
Ein Dampfmotor ist eine Kolbenmaschine. Sie kann mit Hubkolben oder Rotationskolben bzw. auch kombiniert in Verbundbauweise, ausgeführt sein kann. Das Rotationskolbenprinzip besteht aus einer umfunktionierten Flügelzellenpumpe, angelehnt an die Dampfturbine. Die Dampfturbine gehört nach wie vor zu den Maschinen mit dem höchsten Wirkungsgrad, die der Mensch je geschaffen hat! Verbundprinzip bedeutet, der teilentspannte Dampf wird, bevor er in den Kondensator kommt, noch einmal verwendet und dabei weiter entspannt. Der Dampfmotor ist im Gegensatz zur Dampfmaschine, ein geschlossenes System, kein Abdampf gelangt ins freie. Der Abdampf kondensiert, der Kondensator wärmt die Verbrennungsluft, das immer noch heiße Kondensat wird dem Durchlauferhitzer zugeführt, dieser erzeugt Heißdampf der mit 100bar Dampfdruck und 500 grad dampftemperatur, der EINTAKT Hubkolbenmaschine zugeführt wird, der Abdampf der Hubkolben wird, im Verbund, dem Rotationskolben zugeführt und landet nachher im Kondensator das Spiel beginnt von vorne.
Das Wasser bleibt rein, da der Motor keine innere Schmierung durch Öl benötigt, der Dampf reicht zu diesem Zweck aus. Durch vollständige Isolation, wenig Wärmeverlust. Der Wirkungsgrad zwischen 50 und 60%. Der Porenbrenner, ein Allesfresser.
Durch niedrige Drehzahlen, geringer Verschleis. Max 3000 u/min.
60%? carnotprozess ausser kraft gesetzt?
Zitat:
@slv rider schrieb am 16. August 2017 um 07:38:45 Uhr:
60%? carnotprozess ausser kraft gesetzt?
50-55% aber wer weiß, was da noch möglich ist...
auf wiki steht was das bei 23% ende war.
Bei hohen Temperaturen kann das mit den 60% Wirkungsgrad schon funktionieren. Das ist bei modernen Gaskraftwerken auch so. Die richtige Materialauswahl scheint früher ein Problem gewesen zu sein weil eine Schmierung mit Öl nicht möglich ist. Daneben ist der Porenbrenner ein Verschleißteil das keine 7000 Stunden hält und die besondere Eignung für kleine Blockheizkraftwerke wurde erwähnt.
Ich bin selbst kein Motorenspezialist der die aktuellen Vor- und Nachteile für den KFZ-Einsatz beurteilen kann. Zudem bin ich begeisterter Verfechter der E-Mobilität und wegen des anhaltenden Preisverfalls im Batteriemarkt von deren zukünftigen Dominanz im Automobilsektor überzeugt. Insofern muß ich mich hier wegen Befangenheit und Ahnungslosigkeit aus der Diskussion ausklinken.
Carnotprozess ist recht einfach:
Wirkungsgrad = 1 - Tmin/Tmax
Wobei Tmin die minimale Prozesstemperatur (also die Temperatur des Dampfes nach der Expansion) und Tmax die maximale Prozesstemperatur (also in dem Fall die Frischdampftemperatur) ist. Beides allerdings in °K einzusetzen.
Nehmen wir Tmin mit 70°C an (343°K, was in einem Auto schon optimistisch ist) und Tmax wie schon erwähnt mit 500°C (773°K) an. Dann erhalten wir einen maximalen Wirkungsgrad von 55%, wenn dieser Dampfmotor sonst keine Verluste hat (wovon nicht auszugehen ist). Selbst wenn man den Dampf wie im Kraftwerk mit Wasserkühlung und Unterdruck auf 25°C runter bekommt kommt (was immensen Aufwand bedeutet!), steigt der Carnotwirkungsgrad auf maximal 61%. Die Temperatur zu erhöhen würde auch bedeuten den Druck zu erhöhen, was den Motor wieder schwerer macht.
Das Konzept dieses Dampfmotors ist gut 20 Jahre alt, zumindest habe ich damals davon im P.M. (falls das noch irgendwer kennt) gelesen. Irgendwie hab' ich da ein DejaVu, die Merkmale sind identisch. 100bar Druck, Porenbrenner, 500°C Sattdampftemperatur, keine Schmierung etc.
Grüße,
Zeph
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 16. August 2017 um 09:56:40 Uhr:
Das Konzept dieses Dampfmotors ist gut 20 Jahre alt, zumindest habe ich damals davon im P.M. (falls das noch irgendwer kennt) gelesen. Irgendwie hab' ich da ein DejaVu, die Merkmale sind identisch. 100bar Druck, Porenbrenner, 500°C Sattdampftemperatur, keine Schmierung etc.
Grüße,
Zeph
Vor 20 Jahren handelte es sich um eine reineHubkolbenmaschine. Ein weiteres Abkühlen des Wassers wäre Kontraproduktiv, da dieses wieder erhitzt werden muss. Es handelt sich um überhitzten Dampf, die Sattdampftemperatur läge bei diesem Dampfdruck, 200grad niedriger.