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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

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Michael Palomino, Portrait

14.5.2017: Aufwindkraftwerke - keine Stauseen

von Michael Palomino

In den Bergen muss man keine Stauseen bauen, sondern eine Röhre am Berghang oder ein steiler Tunnel genügt: Man baut eine Röhre am Berghang, oder an der Steilwand, oder man baut einen steilen Tunnel mit 300 bis 1km Höhenunterschied. Warme Luft steigt auf und so ist dauernd ein Wind in der Röhre. Am unteren Ende installiert man eine oder mehrere Turbinen und eine Trafostation. So hat man ein Aufwindkraftwerk. Man kann den Effekt mit einem Wärmepuffer am Boden steigern, indem Luft im Umkreis durch schwarze Planen erwärmt und mit Wasserschläuchen für die Nacht gespeichert wird. Die Technik ist durch das Aufwindkraftwerk von Manzanares in Spanien bekannt, wurde aber noch nie an einem Berg angewandt, wie es ursprünglich gedacht war. Die Energie durch Aufwind produziert kaum Schäden oder Abfall, einfach ein bisschen Verschleiss.

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
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



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Fotoquellen

[1] Das Prinzip eines Aufwindkraftwerks an der senkrechten Felswand 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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