Warum nutzen wir keine Stirling Engine um im Kernreaktor die Wärme in Strom zu verwandeln?
Gerade hatte Frankreich das Problem, dass die Kernkraftwerke runter gefahren werden mussten, weil wegen der Hitzewelle das Kühlwasser zu warm war.
Stirling Engines kommen ohne solches Kühlwasser aus bzw können in einem geschlossenen Kreislauf betrieben werden. Sie können Wärme direkt in Bewegungsenergie umwandeln und das ziemlich effizient. Außerdem können sie gleichzeitig als Wärmepumpe fungieren und - im Umgekehrten Prozess mit Bewegungsenergie kühlen.
Wasserdampf zum Antrieb der Turbinen hat den Nachteil, dass ständig neues Wasser hinzu geführt werden muss, außerdem steht alles unter Druck und Havarien können katastrophale Auswirkungen haben. Zudem muss der Dampf extrem stark erhitzt werden, um effizient zu arbeiten. Bei Stirling Engines reicht hingegen bereits ein relativ kleiner Temperaturunterschied.
Der Nachteil von Stirling Engines ist, dass die ziemlich groß und massiv gebaut werden müssen um wirklich effizient zu arbeiten, können aber zB mit Stickstoff als Kompressionsgas (weil Helium knapp ist) sehr sicher betrieben werden und die Größe dürfte bei einem Kraftwerk wohl nachrangig sein.
4 Antworten
Sie können Wärme direkt in Bewegungsenergie umwandeln und das ziemlich effizient
Jede Wärmekraftmaschine ist der Thermodybamik unterworfen. Und dieses sagt aus, dass für ein gegebene Temperaturdifferenz dier Wirkungsgrad kleiner oder gleich ist wie beim entsprechenden Carnot-Kreisprozess. Daraus lässt sich ableiten, welcher Teil der zugeführten Energie als Abwärme abgeführt werden muss; egal ob Stirling-Motor oder Dampfturbine.
Der Wirkungsgrad einer Dampfturbine liegt ganz erheblich über dem Wirkungsgrad eines noch so gut gebauten Stirlingmotors.
Stirling Engines kommen ohne solches Kühlwasser aus
Nein. Alle Wärmekraft-Kreisprozesse brauchen ein warmes und ein kaltes Temperaturreservoir, und das kalte wird eben idR mit Kühlwasser dargestellt. Da macht auch der Stirlingmotor keinen Unterschied.
Stirling-Motoren sind zwar ideal bei kleinen Temperaturdifferenzen, die anders nicht genützt werden können. Aber zum Strom-Erzeugen im großen Stil sind sie zu wenig effizient.
Sie brauchen eine Temperaturdifferenz, aber die kann auch klein sein. Ein Kernreaktor kann Wasserdampf auf mehrere hundert Grad aufheizen. Eine Stirling Engine kann also mit der Differenz der Umgebungstemperatur (immer unter hundert Grad) arbeiten.