Sind Turbinen im Vacuum nicht effizienter?
Turbinen zur Erzeugung von Elektrizität funktionieren alle nahezu gleich, Wasser wird zum kochen gebracht, die wiederum eine Turbine antreiben.
Der Siedepunkt für Wasser liegt bei etwa 100 C° hingegen bei Vacuum bei etwa 30 C°
Daher die Überlegung...
Ist es nicht denkbar Wasser unter Vacuum zu erhitzen? Das dürfte doch den Energieaufwand um ein 1/3 verringern - selbst beim betreiben von Pumpen um diesen Zustand beizubehalten.
Oder ist das eine Milchrechnung von mir?
8 Antworten
Deinen Wasserdampf, der nur wegen des Vakuums dampfförmig ist, leitest du in die Turbine, da staut er sich ein Bisschen auf und aufgrund des entstehenden Druckes (kein Vakuum mehr) kondensiert er einfach aus. Davon wird die Turbine nicht angetrieben, sondern läuft nur voll Wasser.
Eine Turbine nutzt einen Druckunterschied. Also dass sich der Dampf, der vorne eingeleitet wird, quasi aufstaut, Druck entwickelt und diesen Druck abbaut, indem er durch die Turbine strömt und dabei die Turbinenräder antreibt. Dafür brauchst du Dampf, den du aufstauen kannst, der also Druck entwickeln kann, ohne dass er auskondensiert.
Deshalb benutzt man für Turbinen eben nicht nur einfachen Wasserdampf von 100°C, sondern überhitzten Wasserdampf, d.h. dessen Temperatur deutlich über dem Siedepunkt liegt. Den kannst du dann mit einem hohen Überdruck (100 bar und mehr) vorne in die Turbine rein drücken, ohne dass was auskondensiert.
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Es geht bei der ganzen Turbine nur darum, Wärmeenergie umzuformen. Das Wasser, das du verdampfst und in die Turbine leitest, ist nur Mittel zum Zweck. Die elektrische Energie, die das Kraftwerk produziert, kann nur von der Wärmeenergie kommen, die du nutzt um es zu verdampfen.
Dementsprechend hat das Thema "Wärmeenergie sparen" einen ganz großen Haken: Wenn du in eine Wärmemaschine mit angeschlossenem Generator keine Wärme einführst, kannst du auch keinen Strom heraus bekommen.
Das Vakuum ist für die Effizienz der Wärmekraftmaschine (z.B. Turbine) so hilfreich wie eine Quietschente. Siehe bei Wiki nach "Carnot-Wirkungsgrad".
Demgemäß ist für den "Carnot'schen" Wirkungsgrad keinesfalls ein Druckverhältnis, sondern die Temperaturfifferenz maßgebend: Wirkungsgrad = (obere Temperatur - untere Temperatur) / obere Temperatur.
Ist es nicht denkbar Wasser unter Vacuum zu erhitzen? Das dürfte doch den Energieaufwand um ein 1/3 verringern
Richtig. Dann hast du aber auch keinen Druckunterschied zwischen Entritt und Austritt der Turbine mehr und damit kann die Turbine auch nicht mehr laufen.
Wie soll die Turbine angetrieben werden, wenn hinter dem Wasserdampf kein Druck ist? Gerade durch die Ausdehnung von Wasser entsteht eine Druckdifferenz durch die eine Turbine angetrieben wird.
ähm..und der Dampfdruck wodurch sich die schaufelräder der turbine erst in bewegung setzen?
ausserdem benötigt man wiederum energie für Vakuumerzeugung.