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Energiewende, alternative Energie

Windenergie: Das Aufwindkraftwerk (AWK) am Berghang mit bis zu 1000 m Höhendifferenz

Eine Röhre am Berghang mit 1000m Höhenunterschied - jeder Bergbauer kann Energie produzieren - jeder Berg ist ein Energielieferant

Das Prinzip eines Aufwindkraftwerks an einer
                Felswand von Cabanyes und Dobus 1903 und 1929  Ein reales Aufwindkraftwerk (Sonnenrohr) am
                Berghang mit Turbinen im Rohr mit Sonne pur 
Das Prinzip eines Aufwindkraftwerks an einer Felswand von Cabanyes und Dobus 1903 und 1929 [3] - Ein reales Aufwindkraftwerk (Sonnenrohr) am Berghang mit Turbinen im Rohr mit Sonne pur

Die Idee eines Aufwindkraftwerks mit einer Röhre am Berghang wurde bis heute (2017) NIE REALISIERT.

Meldungen

präsentiert von Michael Palomino 2016

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1903 / 1929: Die Erfindung des Aufwindkraftwerks von Cabanyes und Dobus

Geschichtlicher Rückblick: Die Aufwindkraftwerk-Erfindung von Isidoro Cabanyes und Bernard Dobus

Solarthermische Stromerzeugung: Aufwindkraftwerk. Referat vom 10.11.2009
Referenten: Michael Farrenkopf, Jörg Heinrich, Michael Kuhn, Anna Lena Stenglein
aus: http://data.solar-tower.org.uk/pps/Aufwindkraftwerk-(www.hs-augsburg.de).pdf
aus: http://www.alpoma.net/tecob/?p=6485

• 1903 Isidoro Cabanyes beschreibt als erster das Konzept eines Aufwindkraftwerks

• 1929 wird die Aufwind-Technologie von Bernard Dobus patentiert

Für ein sicheres Aufwindkraftwerk legt man das Rohr an einen Berghang, überspannt den Warmwasserspeicher mit transparenter Plastikmembran (dicke Folie) und sichert die Röhre in regelmässigen Abständen mit Speichenrädern, damit sie vom Luftzug nicht oval wird und Risse bekommt. Der Warmwasserspeicher besteht aus geschlossenen Wasserschläuchen, die die Wärme 5mal mehr speichern als die Erde.

Das Prinzip eines Aufwindkraftwerks an einer
                    Felswand von Cabanyes und Dobus 1903 und 1929  Der Wärmespeicher wird mit Plastikmembran
                  abgedeckt (schwarze Folien bringen eine
                  Temperaturerhöhung von 7ºC und 30% mehr Energie!)  Speichenräder zum Aussteifen der Röhre  Wärmespeicher in Manzanares mit
                    Wasserschläuchen
Das Prinzip eines Aufwindkraftwerks an einer Felswand von Cabanyes und Dobus 1903 und 1929 [1] - Der Wärmespeicher wird mit Plastikmembran abgedeckt (schwarze Folien bringen eine Temperaturerhöhung von 7ºC und 30% mehr Energie!) [2] - Speichenräder zum Aussteifen der Röhre [3]

Warnung: Kein Aufwindkraftwerk an einer senkrechten Felswand wegen Steinschlags
Die Zeichnung zeigt einen senkrechten Berghang. Ein solcher Berghang ist wegen Steinschlags sehr gefährlich. Vor allem das Glasdach ist sehr durch Steinschlag gefährdet. Deswegen sollte man keine senkrechten Felswände für eine Röhre als Aufwindkraftwerk auswählen. Das Glasdach kann man durch durchsichtige, starke Plastikfolie (Polietylen) ersetzen. Die Plastikfolie bricht nicht. Alle 2 Jahre kann man die Plastikfolie ersetzen.

Variation: Aufwindkraftwerk am Berghang bis 100% Steigung (45º-Winkel) wird Erfolg haben - wurde aber noch NIE GEBAUT
Eine solche Röhre ist an einem Berghang bis 100% Steigung (45º-Winkel) möglich, wurde bis heute (2017) aber noch NIE GEBAUT. Das Maschinenhaus kann man nach unten gleich neben das Glasdach versetzen. Die Turbine kommt ins untere Ende des Rohrs oder man kann mehrere kleinere Turbinen um das untere Ende des Rohrs setzen. Man kann die Röhre dann auch vergraben bzw. aufschütten, so dass sie als Damm sichtbar bleibt. Das obere Ende der Röhre muss abgesichert sein. Tiere gehen keine in die Röhre, da laufend starker Wind herrscht bzw. die Luft aus der Röhre ausströmt.

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Studie von Michael Palomino über die Möglichkeiten für Aufwindkraftwerke am Berghang bis 1000m Höhendifferenz

Die Röhre kann bis 5m Durchmesser haben, mehr nicht, sonst kann man sie in den Bergen nicht montieren. Generell kann jedes Bergtal mit mittlerer Sonneneinstrahlung solch ein Aufwindkraftwerk (Sonnenrohr) an einen Berg bauen. Man kann die Rohre dunkelbraun anstreichen, so dass sie bei Inversionswetterlage auch warm werden. Man kann die Rohre auch aufschütten, so dass sie vor starkem Frost geschützt sind. Man kann auch das letzte Ende der letzten 100m freilassen, damit bei Inversionswetterlagen das Rohr warm wird und so ein Luftsog gefördert wird. Das ist alles noch unerforschtes Gebiet und muss man alles ausprobieren.

Standorte für Tests eines Prototypen wären Lagen, wo auch eine Inversionswetterlage vorkommt, also das gesamte Voralpengebiet von Genf bis Wien sowie der Jura-Südfuss in der Schweinz. Inversionswetterlagen sind auch in Norditalien zu beobachten. Ohne Inversionswetterlage sind alle Gebiete, die über 800m ü.M. liegen.

1. Die Turbinen in der Röhre
1a. Aufwindkraftwerk (Sonnenrohr) am
                              Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher
                              im Tal, Transformatorstation im Tal, die
                              Turbinen wurden ins Rohr gesetzt.
1a. Aufwindkraftwerk (Sonnenrohr) am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, die Turbinen wurden ins Rohr gesetzt.

Die Turbine in der Röhre ist schlechter für Reparaturen zugänglich.

Wenn nur eine Turbine montiert wird, herrscht bei einer Reparatur Totalausfall.

Man kann also auch mehrere Turbinen in die Röhre setzen, um einen Totalausfall zu vermeiden.
1b. Aufwindkraftwerk am Berghang,
                              Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                              Transformatorstation im Tal, Turbinen im
                              Rohr, Sonne pur
1b. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, Turbinen im Rohr, Sonne pur

Der Temperaturunterschied zwischen der Luft im Wärmespeicher und am Kopfhaus dürfte bis 20ºC betragen.

Dies sind gute Bedingungen für die Stromproduktion.
1c. Aufwindkraftwerk am Berghang,
                              Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                              Transformatorstation im Tal, Turbinen im
                              Rohr, Berge in Wolken.
1c. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, Turbinen im Rohr, Berge in Wolken.

Temperaturunterschied Wärmespeicher - Kopfhaus: bis 30ºC.

Die warme Luft steigt schneller, da die Aussentemperatur im oberen Bereich der Röhre niedrig ist.

Bedingungen für die Stromproduktion: hervorragend.
1d. Aufwindkraftwerk am Berghang,
                              Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                              Transformatorstation im Tal, Turbinen im
                              Rohr, Inversionswetterlage mit Tal ohne
                              Sonne im Nebel in der Kälte, der obere
                              Teil des Rohrs liegt aber den ganzen Tag
                              lang in der Sonne
1d. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, Turbinen im Rohr, Inversionswetterlage mit Tal ohne Sonne im Nebel in der Kälte, der obere Teil des Rohrs liegt aber den ganzen Tag lang in der Sonne

Temperaturunterschied Wärmespeicher - Kopfhaus: bis 30ºC.

Die Bedingungen für die Stromproduktion: hervorragend.
1e. Aufwindkraftwerk am Berghang,
                              Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                              Transformatorstation im Tal, Turbinen im
                              Rohr, total bewölkter Himmel
1e. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, Turbinen im Rohr, total bewölkter Himmel

Die Temperaturunterschiede sind gering.

Die Stromproduktion ist niedrig und wird nur durch den Wärmespeicher und seine Wasserschläche allein betrieben.

Bedingungen für die Stromproduktion: eher negativ
1f. Aufwindkraftwerk am Berghang,
                              Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                              Transformatorstation im Tal, Turbinen im
                              Rohr, Nacht mit Bewölkung
1f. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, Turbinen im Rohr, Nacht mit Bewölkung

Die Temperaturunterschiede sind gering.

Die Stromproduktion ist niedrig und wird nur durch den Wärmespeicher und seine Wasserschläche allein betrieben.

Bedingungen für die Stromproduktion: eher negativ
1g. Aufwindkraftwerk am Berghang,
                              Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                              Transformatorstation im Tal, Turbinen im
                              Rohr, klare Nacht mit klarem Himmel
1g. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, Turbinen im Rohr, klare Nacht mit klarem Himmel

Grosse Temperaturunterschiede.

Die Stromproduktion ist mässig und wird nur durch den Wärmespeicher und seine Wasserschläche allein betrieben. Die warme Luft steigt aber schneller, da die Aussentemperatur sehr niedrig ist.

Bedingungen für die Stromproduktion: mässig.

2. Turbinen am Boden

2a. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr
                            am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                            Transformatorstation im Tal, es wurden
                            mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt.
2a. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, es wurden mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt.

Man kann die Turbinen an den Anfang der Röhre setzen.

Oder man kann die Turbinen in den Aussenbereich des Wärmespeichers setzen.
Hierfür muss ein stabiles Gebäude gebaut werden, damit keine Luft "an der Turbine vorbei" eingesogen wird.


2b. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr
                            am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                            Transformatorstation im Tal, es wurden
                            mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt.
                            Sonne pur.
2b. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, es wurden mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt. Sonne pur.

Der Temperaturunterschied zwischen der Luft im Wärmespeicher und am Kopfhaus dürfte bis 20ºC betragen.

Dies sind gute Bedingungen für die Stromproduktion.
2c. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr
                            am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                            Transformatorstation im Tal, es wurden
                            mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt.
                            Berge in Wolken.
2c. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, es wurden mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt. Berge in Wolken.

Temperaturunterschied Wärmespeicher - Kopfhaus: bis 30ºC.

Bedingungen für die Stromproduktion: hervorragend.
2d. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr
                            am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                            Transformatorstation im Tal, es wurden
                            mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt.
                            Inversionswetterlage mit Tal ohne Sonne im
                            Nebel in der Kälte, der obere Teil des Rohrs
                            liegt aber den ganzen Tag lang in der Sonne
2d. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, es wurden mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt. Inversionswetterlage mit Tal ohne Sonne im Nebel in der Kälte, der obere Teil des Rohrs liegt aber den ganzen Tag lang in der Sonne

Temperaturunterschied Wärmespeicher - Kopfhaus: bis 30ºC.

Die Bedingungen für die Stromproduktion: hervorragend.
2e. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr
                            am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                            Transformatorstation im Tal, es wurden
                            mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt.
                            Total bewölkter Himmel Die
                            Temperaturunterschiede sind gering. Die
                            Stromproduktion ist niedrig und wird nur
                            durch den Wärmespeicher und seine
                            Wasserschläche allein betrieben. Bedingungen
                            für die Stromproduktion: eher negativ
2e. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, es wurden mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt.
Total bewölkter Himmel

Die Temperaturunterschiede sind gering.

Die Stromproduktion ist niedrig und wird nur durch den Wärmespeicher und seine Wasserschläche allein betrieben.

Bedingungen für die Stromproduktion: eher negativ
2f. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr
                            am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                            Transformatorstation im Tal, es wurden
                            mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt.
                            Nacht mit Bewölkung 2f. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, es wurden mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt.
Nacht mit Bewölkung

Die Temperaturunterschiede sind gering.

Die Stromproduktion ist niedrig und wird nur durch den Wärmespeicher und seine Wasserschläche allein betrieben.

Bedingungen für die Stromproduktion: eher negativ
2g. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr
                            am Berghang, Wärmespeicher im Tal,
                            Transformatorstation im Tal, es wurden
                            mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt.
                            Klare Nacht mit klarem Himmel
2g. Aufwindkraftwerk am Berghang, Rohr am Berghang, Wärmespeicher im Tal, Transformatorstation im Tal, es wurden mehrere Turbinen auf den Boden gesetzt.
Klare Nacht mit klarem Himmel

Grosse Temperaturunterschiede.

Die Stromproduktion ist mässig und wird nur durch den Wärmespeicher und seine Wasserschläche allein betrieben. Die warme Luft steigt aber schneller, da die Aussentemperatur sehr niedrig ist.

Bedingungen für die Stromproduktion: mässig.

Variationen

Man kann die Röhre unter die Erde legen bzw. aufschütten und nur die letzten 100m Höhendifferenz freihalten, damit die Sonne bei Inversionslagen auch oben noch Wirkung zeigt.

Man kann die Röhren halb unter die Erde legen und mit Spanngurten befestigen.

Man kann auch steile Tunnels in die Berge sprengen, die man dann kaum noch reparieren muss.

3. Die Röhre unter der Erde (aufgeschüttet oder eingegraben) - nur die letzten 100m Höhendifferenz bleiben frei





Variationsmöglichkeiten


3.5.2019 Simon Jäkle:

Das "Tages-steig-rohr" wäre aus Metall? Richtig entfalten könnte sich die Idee mit der Summierung der Länge, man kann das Rohr allenfalls auch winden, wie in einem Kachelofen. Dann würde Hitze frei (so dies erwünscht wäre). Kleine Kraftwerke bringen wenig im Vergleich zu Wartung und anderen Aufwänden. 
Das Patent liesse sich nicht nur mit "unten ansaugen"-Einrichtungen betreiben, sondern oben könnte ein abschöpfendes "oben herausblas"-Element angebracht werden. Beziehungsweise beide Enden das Gegenteil davon, je nachdem ob die Luft steigt oder sinkt (wenn man einen Rohrkreislauf machen würde, wo "ent-energetisierte" Luft wieder absteigen würde (so etwas wie Nacht- und Winter-betrieb). Ein Prinzip der zwei (vom Menschen kanalisierten) Richtungen, ähnlich einer Kältepumpe, wo es auch die Wärmepumpe (als Gegenstück) gibt (siehe auch Saugmotor). Ein Ingenieur könnte deine brauchbare Idee bestimmt weiterdenken, vielleicht auch du. Obwohl du hier eine einfache Bauweise für Jedermann meinst. Die Schweiz ist, muss ich unschön meinen, bereits zu verbaut, zersiedelt, und Deppen, die Probleme suchen, "reden zu schnell und zu unverschämt drein". Der Wassermotor ist in Uruguay noch immer Realität (wie du vor etwa drei Jahren berichtetest)?
Ich wäre gern mehr Idealist




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Fotoquellen

[1] Das Prinzip eines Aufwindkraftwerks am Berghang von Cabanyes und Dobus 1903 und 1929: 
http://data.solar-tower.org.uk/pps/Aufwindkraftwerk-(www.hs-augsburg.de).pdf

[2] Wärmespeicherabdeckung in Manzanares mit Plastikmembran:
https://jmirez.wordpress.com/2011/01/31/j186-comentario-de-la-experiencia-de-la-torre-solar-de-manzanares-espana/




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