Elektroheizung für eine Dampfmaschine?
Ich beschäftige mich momentan ein wenig mit Dampfmaschinen, Stirlingmotoren und so weiter, und da kam mir der Gedankengang ob es nicht möglich währe den Wasserkessel einer Dampfmaschine anstatt mit Kohle oder Benzin oder ähnlichen Umweltschädlichen Fossilen Brennstoffen, einfach mit einer Elektrischen Heiz-spule oder ähnlichem erwärmen könnte.. wie ein Wasserkocher. Den Strom der für diese Spule von Nöten währe könnte die Maschine sicherlich leicht selbst nebenbei mit einem Dynamo wiederherstellen. So währe eine Dampfmaschine auf einmal wieder komplett umweltfreundlich, da nun nur noch der Wasserdampf austreten würde. Wenn man den Lästigen Dampf nun überhaupt nicht heben will, ist es doch auch möglich das Ganze mit einem Stirlingmotor zu kombinieren.
Wenn ich mich nicht irre wäre das doch ein Motor mit unbegrenzter Energie.. Man müsste nie nachtanken (Außer Wasser bei einer Dampfmaschine), sogar den Strom bräuchte man nicht von außerhalb beziehen... Man könnte sogar den überschüssigen strom speichern und ins netz einspeisen...
Was haltet ihr von dieser Idee? Ist das plausibel oder übersehe ich mal wieder irgendwas total offensichtliches?
9 Antworten
Mit dieser Frage läufst du gegen die, mit Halbwahrheiten gespickte Barriere des 'Energieerhaltungssatzes' (In einem reibungsfreien, mechanischen System ist die Gesamtenergie zu jeder Zeit gleich, wenn es von außen nicht beeinflusst wird. Dabei kann die Gesamtenergie auf unterschiedliche mechanische Energieformen verteilt sein. Dieses Prinzip nennt man Energieerhaltung.). Es wurde nie der Versuch unternommen das Wasser im Dampfmaschinenkessel mit Tauchsiedern oder einer Mikrowelle zu erhitzen, weil es zeitgleich, zum Strom-Generator, nun moderne Elektromotoren gab. (Es kam auch bisher niemand auf die Idee, 4K Movies auf VHS Kassetten abzuspeichern.) Fazit : Die Sublimation von Elementen (Als Sublimation, seltener auch Sublimierung, bezeichnet man in der Thermodynamik den Prozess des unmittelbaren Übergangs eines Stoffes vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand.), wie Wasser wurde bisher noch nie mit direkter zugeführter elektrischer Energie für irgendeine Art von Antrieb genutzt. Ab 100° C dehnt sie Wasser auf das über 350-fache seines Volumens aus. Es kommt auf die Bauweise der Dampfmaschine und Stromgenerators an, wie viel Energie am Ende rauskommt; und ich denke es könnte durchaus mehr sein als, die Energie, die reingesteckt wurde. Nur ein Beispiel wäre eine Kopplung von Elektrolyse-Knallgasbrenner-Dampfmaschinen (H+O2, erzeugen bis zu 3000° C), die über ein Tesla-Akku mit Elektroenergie versorgt werden, würde und einen ganzen Güterzug antreiben könnte. Versuch macht kluch: IPOT mit getrenntem Wasserstoff-Sauerstoff Doppelauslass, für Versuchszwecke findest du bei Amozon... .
Wie es andere schon gesagt haben, du übersiehst die wichtigsten Grundsätze der Physik. Du hast nicht bedacht, dass es Energieverluste im System gibt.
Du baust gedanklich ein Perpetuum mobile.
Gehen wir doch mal deine Maschine Schritt für Schritt durch:
Du möchtest Wasser zu Dampf umwandeln. Dazu brauchst du Strom mit einer gewissen Leistung. In einer Heizwendel wird elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt, was an sich (noch) einen relativ hohen Wirkungsgrad hat.
Der Dampf dehnt sich aus und treibt den Kolben an (Aus Wärmeenergie wird Bewegungsenergie). Danach entweicht der "benutzte" Wasserdampf, welcher noch eine gewisse zuvor zugeführte Wärmemenge enthält --> Verluste. Gleichzeitig gibt es durch die Kolbenbewegung auch Reibungsverluste.
Anschließend soll die Bewegungsenergie durch einen Dynamo wieder zurück in Elektrische Energie gewandelt werden. Wenn du schon mal einen Dynamo benutzt hast, wirst du merken, dass dieser im Betrieb auch warm wird. Wärme ist hier nicht erwünscht, sie entweicht in die Umwelt. Hier gibt es also auch Verluste.
Wenn du jetzt das ganze wieder von vorn beginnen möchtest, hast du nicht mehr die ursprüngliche Leistung zur Verfügung, die zum Erhitzen notwendig wäre. Dh. der die Maschine läuft nicht ohne externe Stromzufuhr.
SOWAS hat es z.Zt. des zweiten Weltkriegs in der Schweiz gegeben: Weil die Schweiz zwar keinen Zugang zu Steinkohle hatte, aber durch Wasserkraft genügend elektrische Energie, gab es Dampfloks mit Stromabnehmern auf dem Dach. Kenner der Eisenbahnszene vermuteten bei auftauchenden Fotos dieser Fahrzeuge einen FAKE, der aber durch ECHTE EXPERTEN aufgeklärt werden konnte. Leider habe ich den entsprechenden Link gerade nicht verfügbar.
Ebenfalls in der Schweiz gab es DampfSPEICHERLOKS, deren Kessel von fest installierten Dampferzeugern in Bahnhöfen mit Dampf "aufgeladen" wurden.Leider ist mir nichts über die Leistungsfähigkeit dieser Maschinen bekannt.Ich nehme an, dass sie etwa so groß war, wie die der sog. Ferkeltaxen (batteriegetriebene Triebwagen) im Nachkriegsdeutschland.
Diese gab es als Rangierloks (Verschiebeloks) hauptsächlich in chemischen Betrieben. wo es viel Dampf zur Verfügung hat.
Hallo, Olumin. Nur mal so, als in Physik völlig unbedarfte Person, wag ich an zu merken: Strom wäre eine externe Energiequelle...Google doch mal Nicola Tesla - der hat dazu einige sehr Entwicklungen getätigt - siehe Freie Energie.
Nein, das meinte ich damit nicht, ich meinte nur das der Strom der für die spule oder was auch immer, nicht in einem Kraftwerk (Sprich von außerhalb) hergestellt und zur Verfügung gestellt werden muss, den erzeugt der Motor ja von sich aus. Aber mit dem was du meinst hast du recht, ja.
Zum Thema "freie Energie" gibt es auf Youtube einige Filmchen, deren Seriosität etwa so groß ist, wie die Geschichten von "Neuschwabenland", wo der greise Führer HEUTE noch vor sich hin schimmelt...
Kurz gesagt: letztlich verhindert die Reibung, dass das funktioniert. Von dem Heizstrom wird im Laufe des ganzen Prozesses soviel in Abwärme umgewandelt, dass der Dynamo nicht mehr stark genug angetrieben werden kann, um genügend Heizstrom zu produzieren. Dadurch wird kein Dampf mehr produziert und die Maschine bleibt stehen.
Für den Heizstrom bräuchtest du sagen wir mal 1 kW. Dann kommen davon am Dynamo höchstens noch 0,3 kW an. Das reicht aber nicht, um 1 kW Heizstrom zu erzeugen.
Natürlich ist es ein Fake. Seit den 20er Jahre hat die Schweiz elektrische Loks mit Elektromotoren. Wieso sollte sie Dampfloks umrüsten (Wirkungsgrad etwa 6%) auf Elektroheizung, wenn sie Elektroloks hat mit über 80% Wirkungsgrad?
Wahr ist, dass es in der Schweiz Elektro-Dampfkessel in der Industrie gegeben hat, welche mit Nachtstrom gespeist wurde. Der Dampf wurde dann natürlich nicht für Krafterzeugung, sondern für Wärmezwecke gebraucht.