Wasserkraft erzeugt Gleichstrom und Windräder erzeugen Wechselstrom?
Hallo,
ich habe einige Verständnis Schwierigkeiten zur Stromspannung und Elektrik.
Bei einem Wasserkraftwerk ist ja der Wasserdruck, wegen der Speicherung, immer gleich.
Kann man in diesem Fall also von gleichmäßigem Strom, ebend Gleichstrom, sprechen?
Und Strom von Windrädern, der schwankt ja, weil der Wind nicht gleichmäßig weht.
Also müßte es wechselnder Strom sein, Wechselstrom ebend.
Kraftstrom kommt aus Atomkraftwerken?
Was ist sogenannter Drehstrom?
5 Antworten
Das hängt von Deinem Strom-Generator ab. Richtigen Gleichstrom kann man eigentlich nur direkt mit Batterien oder Photovoltaik-Anlagen erzeugen. Alle anderen Strom-Generatoren brauchen hierzu nachgeschaltete Anlagen wie Gleichrichter und Siebglieder (Kondensatoren,..), welche den gleichgerichteten Strom nun auch noch schön glätten.
Die heutigen Wind-Anlagen (ab 5 MW pro Anlage aufwärts) arbeiten alle nach dem Prinzip des Fahrrad-Dynamos, nämlich mit einem Dauer-Magneten. Nur durch solche Dauermagneten schafft man es, die recht geringe Leistungs-Dichte der Wind-Anlagen etwas zu erhöhen, sodass der Materialaufwand etwas besser genutzt wird und der Preis bezüglich elektrischer Leistung etwas sinkt.
Strom-Generatoren in Groß-Kraftwerken, wie Kern-Kraftwerke, Verbrennungs-Kraftwerke, Wasser-Kraftwerke machen das nicht. In diesen Groß-Kraftwerken arbeitet der Strom-Generator mit einem Elektro-Magneten. Das ist auch sonst eigentlich nicht anders möglich, da ja die Stromnetz-Frequenz bei konstant 50 Hz liegt.
Steigt nun also die Stromnachfrage -> fällt der "Lastwiderstand" am Kraftwerk -> somit erhöht sich der Strom -> Klemmspannung bricht ein -> höherer Strom bedeutet höhere Gegen-Indukton im Generator -> größerer Dreh-Widerstand des Generator -> Genrator-Welle dreht sich langsamer.
Hier hat man bei Generatoren mit Elektro-Dynamo nun den Vorteil, man kann das strom-erzeugende Primär-Magnetfeld verändern. Bei den Dauermagneten-Generatoren der Windanlagen geht das nicht so einfach, sondern nur mit umfangreichen Anlagen, welche nachgeschaltet werden müssen. In einer Wind-Anlage mit etwa 3 MW stecken 1,8 Tonnen Neody-Eisen-Bor-Dauer-Magneten (Nd2 Fe14 B), was dann etwa 0,72 Tonnen reines Neodym macht (40%).
Wo liegt das Problem bei Dauermagneten-Generatoren?
Die stärksten Dauer-Magneten macht man aus Neodym, was zu den seltenen Erden zählt. Neodym ist zu etwa 4,15 mg pro kg Erdkruste (4,15 ppm) in der Erdkruste enthalten. Uran ist zu etwa 2,7 mg pro kg Erdkruste (2,7 ppm) in der Erdkruste enthalten. Also ist Neodym gerade mal 1,5 mal mehr in der Erdkruste vorhanden als Uran. Uran in klassischen Kernkraftwerken hat jedoch eine um mindestens Faktor 1000 höhere Anlagen-Leistungs-Dichte, als es mit Neodym bei Wind-Anlagen möglich wäre (de.wikipedia.org/wiki/Leistungsdichte).
Man sieht an diesem Beispiel sehr schön, dass auch bei den politisch „Erneuerbaren“ begrenzte Rohstoffe zum Einsatz kommen. Also gilt für sie im Grunde das Gleiche wie für die klassische Energie-Technik. Und das ganze auch noch zu geringer Zuverlässigkeit, da ja der Wind nicht immer weht.
Quellen:
http://www.heise.de/tr/artikel/Abschied-von-den-Seltenen-Erden-1827791.html
de.wikipedia.org/wiki/Leistungsdichte
de.wikipedia.org/wiki/Neodym-Eisen-Bor
de.wikipedia.org/wiki/Energiedichte
ww.science-skeptical.de/energieerzeugung/die-energiewende-und-der-energetische-erntefaktor/0010717
Das ist immer noch viel. Und wer kontolliert den Markt? China! Neodym braucht man ja nun nicht nur für Magneten sondern auch für Leuchtstoffe (weiße LED und Leuchtstoffröhren). China hat im Wettbewerb zum Rest der Welt den Markt so erobert, dass überall sonst der Bergbau eingestellt wurde.
@Jorgang:
Für Leuchtstoffe wird eher Yttrium-Vanadat und Europium verwendet.
Kannst Du eine Quelle benennen, wo hervorgeht, dass Neodym für Leuchtstoffe verwendet wird?
Die Neodym-Gewinnung ist mit erheblichen Beeinträchtigungen der Umwelt verbunden. Begleitend im Erz ist viel Thorium, das für Kernkraftwerke in Zukunft recht interessant sein dürfte. Heute ist das Abraum, aber gerade in China, wo das meiste Neodym gewonnen wird, kann man sich eine Thoriumnutzung im KKW vorstellen.
Gleichstrom oder Wechselstrom oder Drehstrom hängt von der Bauart des Generators ab und nicht vom Generatorantrieb.....
Nein. Ob Gleich- oder Wechselstrom erzeugt wird hängt von der Bauart des Generators ab, nicht vom der antreibenden Kraft.
Gleichstrom fließt immer nur in einer Richtung
Wechselstrom ändert die Fließrichtung (in Europa 50 mal pro Sekunde). Wechselstrom lässt dich, weil er transformiert werden kann, über weite Entfernungen in relativ dünnen leitungen transportieren.
Drehstrom ist eine besondere Form des Wechselstroms, hier werden nicht 2 sondern 4 Leitungen zur Übertragung verwendet. Drehstrom ist sog. 3-Phasen-Wechselstrom. 3 stromführende und eine null-Leitung (nicht stromführend). Näheres erfährst du bei Wikipedia. Leider sehr theorielastig, aber richtig.
http://de.wikipedia.org/wiki/Dreiphasenwechselstrom
Das bewegte Bild mit dem sich drehenden Magneten zeigt dir sehr anschaulich, wie Drehstrom erzeugt wird.
grundsätzlich ist jeder "motorisch" erzeugte strom wechselstrom !
Gibt die Wörter (Drehstrom, Wechselstrom, Gleichstrom ) mal in Google ein. Dann hast du über alle Stromarten genug Informationen
ohh, ich muss mich korrigieren. Der Satz "1,8 Tonnen Neody-Eisen-Bor-Dauer-Magneten (Nd2 Fe14 B), was dann etwa 0,72 Tonnen reines Neodym macht (40%)." ist nicht ganz richtig. Es sind nicht 40% sondern nur 19% somit auch nicht 0,72 Tonnen Neodym, sondern nur 0,342 Tonnen Neodym. Da ist mir wohl ein Faktor 2 abhanden gekommen. Sorry :-(