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THEMA: Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten

Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 04 02. 2020 14:13 #64924

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Calleryana, mal abgesehen von Deinem etwas weit hergeholtem Argument...ich meinte bei "heißt ja nicht dass dies in der Anwendung Sinn macht" einen Sinn bezogen auf technische Umsetzung und wirtschaftlicher Nutzbarkeit, nicht auf der Ebene machtpolitischer Motivation.

Calleryana schrieb: Hi,
jo, habe ich falsch beschrieben. Im 9. Post steht was mit der Strahlenenergie gemacht werden kann.

Meinst Du Deinen Post https://urknall-weltall-leben.de/forum/sonstige-themen/3524-mit-fusionsreaktor-spaltmaterial-erbrueten.html#64212 ?
Da hast Du willkürlich irgendwelche Wirkungsgrade angesetzt, außerdem von einem Wärmetauscher für Alphastrahlung geschrieben...den es beim Fusionsreaktor nicht gibt.
Ich nehme mal Deine 35% für Wärmetauscher Neutronenstrahlung bei den 400 MW. Das würde bedeuten 65% Verlust müssen irgendwo hin.
Beim Iter hat das Vakuumgefäß hat einen Außendurchmesser von gut 19 m und eine Höhe von 11 m, das sind gut 1.400 m² Fläche.
400 MW x 0,65 / 1.400 m² = 186 kW/m², also anfassen würde ich das nicht :woohoo:
Das ist eine sehr grobe Abschätzung, aber Wärmetauscher sind eigentlich so gebaut dass möglichst keine Energie nach aussen verloren geht und hier sind ganz sicher bessere Wirkungsgrade möglich! Ich würde eher deutlich über 90% ansetzen.
Du nimmst Gesamt-Wirkungsgrade von 35% bzw. 40% konventioneller Kraftwerke als Basis für Deine Wirkungsgrad-Annahme beim Wärmetauscher.
Die hauptsächlichen Verluste bei thermischen Kraftwerken entstehen aber erst beim nachfolgenden thermodynamischen Kreisprozess, also z.B. bei der Dampfturbine. Da setzt dann der Carnot-Wirkungsgrad auch ganz real Grenzen was maximal möglich ist.

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Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 04 02. 2020 18:00 #64935

Hi,

Lutz schrieb: Da hast Du willkürlich irgendwelche Wirkungsgrade angesetzt, außerdem von einem Wärmetauscher für Alphastrahlung geschrieben...den es beim Fusionsreaktor nicht gibt.

Jo, es gibt keine empirischen Daten hier zu. Der Wärmetauscher nennt sich Divertor, ist getestet und kann 1 Megawatt pro m² abtranzportieren.


Lutz schrieb: Ich nehme mal Deine 35% für Wärmetauscher Neutronenstrahlung bei den 400 MW. Das würde bedeuten 65% Verlust müssen irgendwo hin.

Den Wert habe von den Spaltkraftwerken, die geben von der Primärleistung zu elektrischer Leistung 32 % bis 36 % an, das heißt Wärmeenergie → elektrische Energie.
Bei Fusion kommt davor noch die Umwandlung von schnellen Neutronen zu thermischen Neutronen zu Wärmeenernie hinzu. Ich habe hier ein unrealistischen Wirkungsgrad von 100% angenommen. Damit erübrigt sich die Diskussion über die Blankets.

Lutz schrieb: Du nimmst Gesamt-Wirkungsgrade von 35% bzw. 40% konventioneller Kraftwerke als Basis für Deine Wirkungsgrad-Annahme beim Wärmetauscher

Nein!

Ich wollte damit zeigen, dass nicht viel Strom aus dem Reaktor rauskommt.

Lutz schrieb: Ich nehme mal Deine 35% für Wärmetauscher Neutronenstrahlung bei den 400 MW. Das würde bedeuten 65% Verlust müssen irgendwo hin.
Beim Iter hat das Vakuumgefäß hat einen Außendurchmesser von gut 19 m und eine Höhe von 11 m, das sind gut 1.400 m² Fläche.
400 MW x 0,65 / 1.400 m² = 186 kW/m², also anfassen würde ich das nicht.

Die 100 MW Alphastrahlung verlässt den Reaktor über die Divertoren.
Die 400 MW Neutronen machen nichts am Reaktorgefäß, Stahl ist ziemlich durchlässig für Neutronen.

Lutz schrieb: Das ist eine sehr grobe Abschätzung, aber Wärmetauscher sind eigentlich so gebaut dass möglichst keine Energie nach aussen verloren geht und hier sind ganz sicher bessere Wirkungsgrade möglich! Ich würde eher deutlich über 90% ansetzen.

Auf welchem Wissen beruht deine Schätzung?

Grüße alias Birnbaum

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Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 04 02. 2020 18:26 #64937

Calleryana schrieb: Die 400 MW Neutronen machen nichts am Reaktorgefäß, Stahl ist ziemlich durchlässig für Neutronen.

wiki:
Eine Abschirmung gegen Neutronenstrahlung nutzt meist eine Kombination physikalischer Effekte und ist aus mehreren Materialien in Schichten aufgebaut. Ein Moderator, zum Beispiel Wasser, Paraffin, Graphit oder Kunststoff, bremst schnelle freie Neutronen ab. Thermische Neutronen werden beispielsweise von Cadmium oder Bor absorbiert. Die begleitende Gammastrahlung wird insbesondere durch entsprechend starke Beton-, Stahl- und Bleischichten reduziert.

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Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 04 02. 2020 20:01 #64941

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Sorry Calleryana, aber es ist ein wenig knifflig wenn Du Sachen verneinst die Du selber geschrieben hast.
Ich zitiere Dich aus #64212

Wie groß ist jetzt der Wirkungsgrad des Wärmetauschers für die Neutronenstrahlung? Ich schätze deutlich geringer als der für die Alphastrahlung. Nehmen wir mal 35% an.

Darauf mein

Du nimmst Gesamt-Wirkungsgrade von 35% bzw. 40% konventioneller Kraftwerke als Basis für Deine Wirkungsgrad-Annahme beim Wärmetauscher.

Da kommt Dein "Nein!" und als Begründung führst Du dann den Gesamt-Wirkungsgrad konventioneller thermischer Kraftwerke an.
:S
Thermische Kraftwerke haben nun einmal typische Gesamt-Wirkungsgrade von 30-40%, da unterscheidet sich ein Kernkraftwerk nicht von einem Kohlekraftwerk oder einem thermischen Solarkraftwerk. Logisch dass dies bei einem Fusionskraftwerk ähnlich ausschauen wird. Besser sind nur Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk (GuD), die kommen auf etwa 60%.
Bei einem Fusionsreaktor würde ich vermuten dass der Gesamt-Wirkungsgrad unter 30% liegt, bei der prinzipiellen Effektivität der Fusion ist das aber zweitrangig.

Divertoren haben den Job Helium und Verunreinigungen aus dem Prozess zu entfernen. Wenn die Wärme dann noch genutzt werden kann..schön, aber das ist nicht die primäre Aufgabe.

Die 100 MW Alphastrahlung verlässt den Reaktor über die Divertoren.

Die Helium-Atome sollen möglichst viel zur Eigenheizung des Plasma beitragen und erst dann abgeführt werden.

Die 400 MW Neutronen machen nichts am Reaktorgefäß, Stahl ist ziemlich durchlässig für Neutronen.

Das hatten wir doch schon. Wenn die Neutronen einfach davon fliegen würden macht das gesamte Konzept des Fusionsreaktors überhaupt keinen Sinn.
Ziel ist dass die Neutronen im Blanket abgebremst werden (nutzbare Wärme => Wärmetauscher) und dann zum Erbrüten vom Brennstoff Tritium genutzt werden. Das Thema Blanket ist eine der großen Herausforderungen bei dieser Technik und ein Teil der Forschung.

Mein Wissen zu Wirkungsgrad Wärmetauscher kommt aus einem ganz anderen Bereich :)
Bei relativ simplen Luft-Luft-Wärmetauschern in Lüftungsanlagen kann man auf 90% kommen.
Das Abführen der Wärme vom Reaktorgefäß bis zur Nutzung in einer Turbine dürfte nicht das Problem sein, ist Standard bei allen Kraftwerken mit Brennstoff. Die relativ hohen Verluste entstehen immer bei Umwandlung von Wärme in mechanische Energie (siehe Carnot-Wirkungsgrad oder besser Clausius-Rankine-Kreisprozess).

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Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 04 02. 2020 20:56 #64942

Hi,
Die 40% für die Alphastrahlung waren meiner Überlegung geschuldet, das man mit den Divertoren höhere Temperaturen erreicht.

Bei einem Fusionsreaktor würde ich vermuten dass der Gesamt-Wirkungsgrad unter 30% liegt, bei der prinzipiellen Effektivität der Fusion ist das aber zweitrangig.

Vermute nicht, kalkuliere.
Um Isar1 zu ersetzten braucht es nach meiner Kalkulation 6 Blöcke der Größe Iter, bei Isar2 sind es dann 9 mal Iter.
Nach deinen 30% Isar1 7 mal Iter, Isar2 12 mal Iter. Das will keiner bauen und bezahlen.
Erkläre zum Schluss noch: Was meinst du mit "prinzipiellen Effektivität der Fusion"?
Ich habe das Gefühl, das wird jetzt eine ideologische Diskussion. Null Bock meinerseits.

Grüße alias Birnbaum

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Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 04 02. 2020 21:23 #64946

Calleryana schrieb: Die 100 MW Alphastrahlung verlässt den Reaktor über die Divertoren.
Die 400 MW Neutronen machen nichts am Reaktorgefäß, Stahl ist ziemlich durchlässig für Neutronen.

Warum gibt man sich dann so große Mühe die Ports neutronendicht zu machen wenn die gleich nebenan durch die Wände kommen?

books.google.de/books?id=9TeVBgAAQBAJ&pg...#v=onepage&q&f=false

Und ähm... Iter ist ein Forschungsreaktor um die Technologie zu lernen und dein 30% Isar1 = 7 * Iter ne Milchmädchenrechnung. Nicht sehr sachbezogen.

assume good faith

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assume good faith

Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 04 02. 2020 21:45 #64949

Hi,

Und ähm... Iter ist ein Forschungsreaktor um die Technologie zu lernen und dein 30% Isar1 = 7 * Iter ne Milchmädchenrechnung. Nicht sehr sachbezogen.

Rechne bitte korrekt vor.

Grüße alias Birnbaum

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Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 05 02. 2020 01:25 #64954

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Calleryana schrieb: Erkläre zum Schluss noch: Was meinst du mit "prinzipiellen Effektivität der Fusion"?
Ich habe das Gefühl, das wird jetzt eine ideologische Diskussion. Null Bock meinerseits.

Mmh, würde mich tatsächlich interessieren wo Du Ideologie fest gestellt hast.
Mich beschleicht das Gefühl dass Du gar kein Interesse an einer Diskussion hast. Jedenfalls ignorierst Du sorgfältig einen Großteil der Antworten die Du hier bekommen hast. Naja, jeder wie er mag :)
Vielleicht wäre es auch hilfreich Du liest Dir mal durch wie ein Fusionsreaktor funktioniert oder schaust die Videos von Hartmut Zohm dazu an...

Erklärung zum Schluss also, Fusionsreaktor: Sehr hohe Energieausbeute aus sehr wenig Brennstoff, ergo sehr effektiv. Die Brennstoffe stehen in großen Mengen zur Verfügung, sowohl Brennstoffe als auch die Stoffe nach der Fusion sind relativ unkritisch (kritisch sind die Reaktorwände, da die durch Neutronenbeschuss radioaktiv werden und eine Zeit herum stehen müssen bevor das Material erneut verwendet werden kann).
Also kann man an dieser Stelle schon Abstriche machen was den Wirkungsgrad angeht da von der Primärenergie einfach so viel vorhanden ist.
Wie immer wird man sich bemühen die Verluste gering zu halten.
Wie Merilix schon eingeworfen hat ist ITER ein Forschungsreaktor, der nie Strom erzeugen wird. Was also bitte hättest Du da gerne kalkuliert? Warum sollte diese Technik Isar oder ein anderes AKW ersetzen können? So die Technik mal funktioniert wie sie soll, haben wir vielleicht in 20-50 Jahren Fusionskraftwerke.

Und wenn diese Technik nachher einen Gesamt-Wirkungsgrad von 10% hat...entscheidender sind Investitionskosten, Kapitalkosten, Betriebskosten, Abbau-Kosten, ... im Vergleich zur erzeugten Energie.
Solarzellen haben einen popeligen Wirkungsgrad von 20% und sind mittlerweile, bei direkter Nutzung, eine der günstigsten Stromquellen die wir haben.

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Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 05 02. 2020 09:01 #64959

Lutz schrieb: ...entscheidender sind Investitionskosten, Kapitalkosten, Betriebskosten, Abbau-Kosten, ... im Vergleich zur erzeugten Energie.

Vordergründig ja, aber entscheidend ist am Ende die Kompatibilität einer Technogie mit unserer Umwelt - sollte zumindest sein, nach meiner Überzeugung. Kosten sind letztlich nichts anderes als ein Umrechnungsfaktor für Arbeitskraft, und davon haben wir genug, sowie Abfindungen für Eigentümer irgendwelcher Rechte.
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Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 05 02. 2020 10:07 #64961

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gaston schrieb:

Lutz schrieb: ...entscheidender sind Investitionskosten, Kapitalkosten, Betriebskosten, Abbau-Kosten, ... im Vergleich zur erzeugten Energie.

Vordergründig ja, aber entscheidend ist am Ende die Kompatibilität einer Technogie mit unserer Umwelt - sollte zumindest sein, nach meiner Überzeugung. Kosten sind letztlich nichts anderes als ein Umrechnungsfaktor für Arbeitskraft, und davon haben wir genug, sowie Abfindungen für Eigentümer irgendwelcher Rechte.

Da gehe ich voll mit. Die Entscheidung ob und wie eine Technik eingesetzt wird sollte immer vor dem Hintergrund von Umweltaspekten getroffen werden. Manchmal muss sogar der "freie" Kapitalmarkt umgangen werden um besser verträgliche Technik in den Markt zu bringen :)
Ich wollte nur von den reinen Wirkungsgrad-Vergleichen etwas weg kommen, die sind nur bedingt hilfreich...vor allem beim Vergleich ganz unterschiedlicher Techniken.
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Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 05 02. 2020 19:35 #64972

Calleryana schrieb: Hi,

Und ähm... Iter ist ein Forschungsreaktor um die Technologie zu lernen und dein 30% Isar1 = 7 * Iter ne Milchmädchenrechnung. Nicht sehr sachbezogen.

Rechne bitte korrekt vor.

Ok,
"Forschungsreaktor" = 70 + (111 + (114 + (115 + (99 + (104 + (117 + (110 + (103 + (115 + (114 + (101 + (97 + (107 + (116 + (111 + 114 * 256)*256)*256)*256)*256)*256)*256)*256)*256)*256)*256)*256)*256)*256)*256)*256
Das wäre eine Möglichkeit die Ascii-Codierung des Worts "Forschungsreaktor" als BigInteger mit LittleEndian Codierung auszurechnen.

PS:
Das ein Vergleich zwischen der Leistung eines Forschungsreaktors zum lernen der Technologie mit der Leistung eines ausgewachsenen Reaktors im produktiven Einsatz ne Milchmädchenrechnung ist weist du selber.

PPS:
Um das abzurunden:
en.wikipedia.org/wiki/Chicago_Pile-1

On 12 December 1942 CP-1's power output was increased to 200 W, enough to power a light bulb. Lacking shielding of any kind, it was a radiation hazard for everyone in the vicinity, and further testing was continued at 0.5 W. Operation was terminated on 28 February 1943,

Ich bin sicher damalige Kraftwerke produzierten deutlich mehr als die 0.5 bzw. 200 Watt die dieser erste Spaltungs-Forschungsreaktor leistete.

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Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 06 02. 2020 15:52 #64984

Hi,

Mmh, würde mich tatsächlich interessieren wo Du Ideologie fest gestellt hast.

Ideologie erkenne, glaube ich zu mindestens, wenn Teilaspekte und Fantasie über die Gesamtheit und über die Realität gestellt werden.

prinzipiellen Effektivität der Fusion

Das ist z.B. für mich Fantasie.


Die Sache mit der unbegrenzten Energie habe ich so im Prinzip auch schon von den Kernspalt-Befürwortern gehört. Hier gibt es eine lustige Arte Doku

Warum sollte diese Technik Isar oder ein anderes AKW ersetzen können?

Ich dachte, das wäre der originäre Zweck.

Und wenn diese Technik nachher einen Gesamt-Wirkungsgrad von 10% hat...entscheidender sind Investitionskosten, Kapitalkosten, Betriebskosten, Abbau-Kosten, ... im Vergleich zur erzeugten Energie.

Genau diese Kalkulation habe ich gemacht. Bau- und Wartungskosten können über den Strompreis nicht finanziert werden.

Ich wollte nur von den reinen Wirkungsgrad-Vergleichen etwas weg kommen, die sind nur bedingt hilfreich...vor allem beim Vergleich ganz unterschiedlicher Techniken.

Du stellst 20% der Fotovoltaik (Birnen) gegen deinen 10% Fantasiewert (Äpfel) gegenüber.
Man kann natürlich Birnen mit Äpfeln miteinander vergleichen. Man darf sie aber nicht mit dem gleichen Maßtab messen. „Wichtig ist, was hinten rauskommt.“ Bei Kraftwerken kommt Strom raus, den kann man mit einem Stromzähler messen. Dann kann man die Ausgangsleistung und die Unkosten gegen überstellen. Bei deinen 10% sind das 10 Offshore oder 16 Onshore Windräder gegen ein Fusionskraftwerk der Größe von ITER. Ich erspare mir hier die Kosten genau auf zu dröseln, gefühlt ist der Strom aus Windkraft aber um Kategorien günstiger.


Das aus den Fusionskraftwerken so wenig rauskommen wird, liegt in der geringen Energiedichte im Fusionsreaktor. Mir ist kein Papier bekannt, wonach die Energiedichte oder der Energiedurchsatz bei Fusion erhöht werden könnte. Der Energiedurchsatz wird hauptsächlich von der Größe des Reaktors bestimmt. Die Simulationen dazu scheinen mir plausibel.

Grüße alias Birnbaum

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Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 07 02. 2020 19:42 #65029

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Calleryana, das ist eine interessante Doku. Danke!
Da wird sehr gut das grundsätzliche Problem bei Kernspaltungsreaktoren mit festem Brennstoff dargestellt. Die dargestellte Motivation der Nuklearindustrie Flüssigsalz-Thorium-Technik abzulehnen erscheint mir auch nachvollziebar.
Persönlich halte ich Thorium-Flüssigsalz für problematischer als Fusion...in beiden Fällen dürfte aber weitere Forschung für ein vernünftiges Urteil notwendig sein.

Die Sache mit der unbegrenzten Energie habe ich so im Prinzip auch schon von den Kernspalt-Befürwortern gehört.

"unbegrenzt" ist in diesem Zusammenhang immer extrem ungenau. Erneuerbare Energie ist auch nicht unbegrenzt, allerdings stehen und Wind + Sonne voraussichtlich so lange zur Verfügung wie Leben auf dem Planeten möglich ist...also lange genug.
Bei Techniken die Rohstoffe verwenden kommt es darauf an wie lange diese dann jeweils zur Verfügung stehen. Da kann man bei Nuklear-Energie grob sagen:
Klassische Kernspaltung recht kurz, Brüter länger, Thorium noch länger und Fusion am längsten.

Ideologie erkenne, glaube ich zu mindestens, wenn Teilaspekte und Fantasie über die Gesamtheit und über die Realität gestellt werden.

Also so was wie Deine Neutronen die den Reaktor ohne Wirkung verlassen oder Wärmetauscherwirkungsgrade von 35-40%? Hatte ich gar nicht als Ideologie eingeordnet :)

prinzipiellen Effektivität der Fusion

Das ist z.B. für mich Fantasie.

Nö, das ist Physik. Deuterium und Tritium verschmelzen zu einem Heliumkern mit 3,5 MeV unter Freisetzung eines Neutrons mit 14,1 MeV.
Ein Gramm Deuterium-Tritium-Gemisch in einem Kernfusionsreaktor würde eine thermische Energie von rund 100 MWh oder 12,3 t SKE (Steinkohle-Einheiten) liefern.

Du stellst 20% der Fotovoltaik (Birnen) gegen deinen 10% Fantasiewert (Äpfel) gegenüber.
Man kann natürlich Birnen mit Äpfeln miteinander vergleichen. Man darf sie aber nicht mit dem gleichen Maßtab messen

Genau das habe ich gemeint. Schön dass wir uns hier mal einig sind.

Bei deinen 10% sind das 10 Offshore oder 16 Onshore Windräder gegen ein Fusionskraftwerk der Größe von ITER. Ich erspare mir hier die Kosten genau auf zu dröseln, gefühlt ist der Strom aus Windkraft aber um Kategorien günstiger.

Als jemand der seit 20 Jahren voller Überzeugung in der Windkraft arbeitet stören mich diese unsauberen "Äpfel mit Birnen Vergleiche". Diese "Argumentationslinie" wird von Gegnern immer freudestrahlend aufgegriffen.
Klar, 10 Offshore-Anlagen je 5 MW haben 50 MW Nennleistung. Aber auch nur etwa die Hälfte an Volllaststunden im Vergleich zu dauerhaft laufenden thermischen Kraftwerken, also auch nur die Hälfte an erzeugter Energie (Onshore noch weniger). Außerdem ist ein direkter Vergleich unsinnig da Sonne + Wind alleine ohne Speicher und/oder regelbare Kraftwerksleistung nicht funktionieren können!
Dass direkt genutzte (ohne Speicherung) Energie aus Wind + Sonne jetzt schon zu den günstigsten Energieerzeugern gehört ist klar.

Das aus den Fusionskraftwerken so wenig rauskommen wird, liegt in der geringen Energiedichte im Fusionsreaktor.

Ich kann nur vermuten dass Du hier die Energiedichte/Leistungsdichte bezüglich Volumen meinst. Schaut man sich die Energiedichte bezogen auf die Masse an wird der Vorteil der Fusion deutlich. Der liegt bei 300.000.000 MJ/kg, bei Kernspaltung Uran 235 knapp 80.000.000 MJ/kg, Steinkohle 34 MJ/kg, ...

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Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 09 02. 2020 14:40 #65068

Hi,

Lutz schrieb:

prinzipiellen Effektivität der Fusion

Das ist z.B. für mich Fantasie.

Nö, das ist Physik. Deuterium und Tritium verschmelzen zu einem Heliumkern mit 3,5 MeV unter Freisetzung eines Neutrons mit 14,1 MeV.
Ein Gramm Deuterium-Tritium-Gemisch in einem Kernfusionsreaktor würde eine thermische Energie von rund 100 MWh oder 12,3 t SKE (Steinkohle-Einheiten) liefern.

Reine Ideologie, es ist nur ein Zahlenwert, der großartig klingt. Effektivität ist immer ein Verhältnis: Gewinn/Einsatz, abgegebene Leistung/Kapitaleinsatz.

Lutz schrieb: Fusionsreaktor: Sehr hohe Energieausbeute aus sehr wenig Brennstoff, ergo sehr effektiv.

Du ignorierst die Probleme des Fusionsreaktors. Richtig ist, dass eine einzelne Fusion eine Menge Energie liefert, aber
  • 1. Keine Energieform, die man direkt weiter verarbeiten könnte und
  • 2.Bekommt man nur wenige Fusionen pro Zeit und Volumen hin. ASDEX: Volumen 14m³ und 3mg Plasma.
  • Kapitaleinsatz zur abgegebenen Leistung ist ineffektiv.

    Lutz schrieb: Ein Gramm Deuterium-Tritium-Gemisch in einem Kernfusionsreaktor würde eine thermische Energie von rund 100 MWh oder 12,3 t SKE (Steinkohle-Einheiten) liefern.

    Wieder eine Birnen/Apfel Aufrechnung. Deuterium-Tritium liefert keine Thermische Energie.

    Lutz schrieb: Also so was wie Deine Neutronen die den Reaktor ohne Wirkung verlassen oder Wärmetauscherwirkungsgrade von 35-40%? Hatte ich gar nicht als Ideologie eingeordnet :)

    Was soll daran Ideologie sein? Das ist ein Durchschnittswert: Wärmeenergie→Dampferzeugung→Dampfturbine→Generator→elektrischer Strom. Wenn du andere Werte hast, zeig sie uns.

    Lutz schrieb: Vielleicht wäre es auch hilfreich Du liest Dir mal durch wie ein Fusionsreaktor funktioniert oder schaust die Videos von Hartmut Zohm dazu an...

    15. Adventsvideo, 3:50. Herr Zohm spricht von einem unterkritischen Spaltreaktor mit externer Neutronenquelle. Er hatte einen Beschleuniger vorgeschlagen. Könnte glatt meine Idee sein; ich würde allerdings einen Fusionsreaktor nehmen. Ein Tel der Neutronen zur Spaltung verwenden, und ein Teil zum erbrüten von Brennstoff. Könnte man als Hochsicherheits-Brutreaktor verkaufen.

    Lutz schrieb: Ich kann nur vermuten dass Du hier die Energiedichte/Leistungsdichte bezüglich Volumen meinst. Schaut man sich die Energiedichte bezogen auf die Masse an wird der Vorteil der Fusion deutlich. Der liegt bei 300.000.000 MJ/kg, bei Kernspaltung Uran 235 knapp 80.000.000 MJ/kg, Steinkohle 34 MJ/kg, ...

    Ich meinte Energiedichte bezogen auf Reaktorgröße. Isar2, AKW-Standarttechnik, schafft 4 Giga Watt thermische Reaktorleistung. Dem gegenüber steht ein Fusionsreaktor der Größe ITER mit theoretischen 0,5 GW Strahlen- keine thermische Leistung. Wenn da mehr zu erwarten ist, gibt die Quelle bekannt.

    Lutz schrieb: Als jemand der seit 20 Jahren voller Überzeugung in der Windkraft arbeitet stören mich diese unsauberen "Äpfel mit Birnen Vergleiche". Diese "Argumentationslinie" wird von Gegnern immer freudestrahlend aufgegriffen.

    Wenns dich ärgert. warum verwendest du dann selbst solche Vergleiche?

    Grüße alias Birnbaum

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 11 02. 2020 20:56 #65140

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    Hallo Calleryana,
    ich versuche es noch einmal...obwohl mein Eindruck dass die Antworten Dich eigentlich nicht wirklich interessieren sich eher verstärkt :dry:

    Reine Ideologie, es ist nur ein Zahlenwert, der großartig klingt. Effektivität ist immer ein Verhältnis: Gewinn/Einsatz, abgegebene Leistung/Kapitaleinsatz.

    Ich habe nun wirklich keine Ahnung ob der Wert großartig klingt...aber ja, es ging um Effektivität der eingesetzten Masse zur gewonnenen Energie. Klar ist das ein Verhältnis, sonst würde der Vergleich mit z.B. Kohleverbrennung gar keinen Sinn machen. Dazu gehört natürlich auch noch das Thema Verfügbarkeit der jeweiligen Materialien, da schaut es bei Fusion aber auch sehr viel besser aus als bei den klassischen Primärenergieträgern.

    Du ignorierst die Probleme des Fusionsreaktors. Richtig ist, dass eine einzelne Fusion eine Menge Energie liefert, aber
    1. Keine Energieform, die man direkt weiter verarbeiten könnte und

    Wo ist das Problem?
    Die 3,5 MeV vom Heliumkern sind Bewegungsenergie, ein Teil wird verwendet um das Plasma zu heizen.
    Die 14,1 MeV vom Neutron sind Bewegungsenergie, die werden in der Reaktorwand abgebremst und dann hat man da thermische Energie die über den Wärmetauscher abgeführt wird. Angedacht sind in dem Bereich Temperaturen von 300° C bis 600° C.

    2.Bekommt man nur wenige Fusionen pro Zeit und Volumen hin. ASDEX: Volumen 14m³ und 3mg Plasma.
    Kapitaleinsatz zur abgegebenen Leistung ist ineffektiv.

    Für eine wirtschaftliche Betrachtung ist es recht früh. Bei ITER ist das noch nicht einmal Projektziel dazu eine Aussage zu treffen, erst mit DEMO soll der Punkt abgeklopft werden. Ich würde jedenfalls derzeit keine Diskussion über Wirtschaftlichkeit einer Technik beginnen die voraussichtlich Ende dieses Jahrhunderts zur Verfügung stehen könnte. Ob die dann Sinn macht, notwendig ist oder welche Rahmenbedingungen dann herrschen kann ich nur spekulieren.

    Was soll daran Ideologie sein? Das ist ein Durchschnittswert: Wärmeenergie→Dampferzeugung→Dampfturbine→Generator→elektrischer Strom. Wenn du andere Werte hast, zeig sie uns.

    Ich brauche keine anderen Zahlen. Du hast die 35-40% als Wirkungsgrad für einen Wärmetauscher ins Spiel gebracht und Du verteidigst Deine völlig unsinnige Angabe erneut mit dem Gesamtwirkungsgrad thermischer Kraftwerke. Mehr als auf diesen Fehler zum wiederholten Male hinzuweisen kann ich auch nicht machen.
    Und der Satz:

    Ideologie erkenne, glaube ich zu mindestens, wenn Teilaspekte und Fantasie über die Gesamtheit und über die Realität gestellt werden.

    kam von Dir, nicht von mir :)
    Folgende Benutzer bedankten sich: D.Rajic

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 12 02. 2020 14:06 #65158

    Hi,
    ist doch eine Heilige Kuh hier.

    Grüße alias Birnbaum

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 13 02. 2020 00:21 #65168

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    Calleryana schrieb: Hi,
    ist doch eine Heilige Kuh hier.

    Grüße alias Birnbaum

    Na, das ist doch endlich mal eine knallharte und naturwissenschaftlich fundierte Aussage!
    Ich bin ich allerdings Anhänger des heiligen Schafes, in matt-schwarz natürlich :)

    Mal im Ernst. Es gibt wirklich ausreichend berechtigte Kritikpunkte und problematische Themen bezüglich Einsatz von Fusionsreaktoren, es ist doch überhaupt nicht notwendig unter Ignorierung physikalischer Zusammenhänge zu argumentieren...was in einem naturwissenschaftlichen Forum auch etwas schräg ist.
    Wegen der Ausrichtung dieses Forums hatte ich Dein Thema auch eher technisch verstanden...auf Grund der hier gültigen Netiquette werde ich das auch weiterhin tun. :whistle:

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 13 02. 2020 10:56 #65176

    Hi,

    Lutz schrieb: Mal im Ernst. Es gibt wirklich ausreichend berechtigte Kritikpunkte und problematische Themen bezüglich Einsatz von Fusionsreaktoren, es ist doch überhaupt nicht notwendig unter Ignorierung physikalischer Zusammenhänge zu argumentieren...was in einem naturwissenschaftlichen Forum auch etwas schräg ist.

    Welche physikalische Zusammenhänge habe ich hier ignoriert?

    Grüße alias Birnbaum

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 13 02. 2020 15:15 #65185

    Calleryana schrieb: Welche physikalische Zusammenhänge habe ich hier ignoriert?

    das es keine möglichkeit gibt die Neutronen von ITTER zum erbrüten zu nutzen .

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 13 02. 2020 17:29 #65196

    Hi,
    heinzendres schrieb:

    Calleryana schrieb: Welche physikalische Zusammenhänge habe ich hier ignoriert?

    das es keine möglichkeit gibt die Neutronen von ITTER zum erbrüten zu nutzen .

    Was ist an den ITER-Neutronen so besonderes? Neutronen sind Waisen, sie kennen ihre Herkunft nicht.
    Fig. 1
    Fig. 1: Einfach das blaue Ding in einer der Position eines Divertors einbauen.
    Off Topic: Was bedeutet „Reichsbanner“ in deiner Signatur?


    Lutz:

    Ich brauche keine anderen Zahlen. Du hast die 35-40% als Wirkungsgrad für einen Wärmetauscher ins Spiel gebracht und Du verteidigst Deine völlig unsinnige Angabe……

    Du brauchst keine Zahlen, weil es deine Ideologie vorgibt oder wie? Ein unbegründeter 10% Wirkungsgrad ist sinnig? Ein begründeter von 40% ist völlig unsinnig?


    Lutz:

    Mehr als auf diesen Fehler zum wiederholten Male hinzuweisen kann ich auch nicht machen.

    Man kann mit Wiederholungen alles beweisen. Wo hast du aufgezeigt, was an der Annahme fehlerhaft ist?


    Lutz:

    Und der Satz:
    Ideologie erkenne, glaube ich zu mindestens, wenn Teilaspekte und Fantasie über die Gesamtheit und über die Realität gestellt werden.
    kam von Dir, nicht von mir

    Und was will uns dieses Schnipsel sagen?

    Grüße alias Birnbaum

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 13 02. 2020 18:05 #65199

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    Calleryana schrieb: Welche physikalische Zusammenhänge habe ich hier ignoriert?

    Grüße alias Birnbaum

    Dies zum Beispiel...

    Hatte ich schon vorgerechnet, das Reaktorgefäß wird fast ausschließlich von der Alphastrahlung erwärmt. Bei Annahme von 40% Wirkungsgrad, Spaltkraftwerke geben 32 bis 36 % an, bleiben abzüglich des Eigenbedarfs 20 MW elektrische Leistung über. Neutronen durchdringen das Stahlgefäß ohne es nennenswert zu erwärmen.

    Die Heizleistung wird beim Fusionskraftwerk hauptsächlich aus den Neutronen gewonnen, nicht aus der Alphastrahlung.
    Deine 40% Wirkungsgrad für einen Wärmetauscher, der nur ein kleiner Teil des Kraftwerkes ist, begründet mit dem Gesamtwirkungsgrad thermischer Kraftwerke.
    Das Gehäuse eines Fusionsreaktors ist nicht einfach ein Stahlgefäß. Der Blanket-Aufbau hat ja gerade die Aufgabe die Neutronen zu bremsen (Wärme) und außerdem Tritium zu erbrüten.

    Außerdem nimmst Du einzelne Punkte heraus ohne die korrekt im Gesamtzusammenhang zu betrachten. Zu dem Punkt "..es bleibt keine Neutronenstrahlung über für andere Einsatzzwecke." kam:

    ITER mit 400 Megawatt Neutronenstrahlleistung, da soll nichts übrigbleiben?

    Die Anzahl der Neutronen reicht nicht einmal aus um genügend Tritium für die Fusion zu erbrüten (Verluste durch Absorption im Strukturmaterial und durch Leckage nach außen), daher soll bei einem kommerziellen Reaktor zur Stromerzeugung im Blanket sogar eine Neutronenvermehrung (z.B. mittels Beryllium oder Blei) umgesetzt werden.
    Nimmt man also an dass der Reaktor für das genutzt wird wofür er gebaut wird, also Strom erzeugen, ist der keine Neutronenquelle. Technisch kann man die Fusion natürlich als Neutronenquelle für andere Zwecke nutzen, wäre aber ein ganz schön teures Vergnügen...für was?
    Russland z.B. nutzt derzeit den BN-600, der 30% Plutonium-Überschuss aus Uran-238 erbrüten könnte, um das überschüssige Waffenplutonium zu verbrennen.

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 13 02. 2020 19:18 #65201

    Calleryana schrieb: Fig. 1: Einfach das blaue Ding in einer der Position eines Divertors einbauen.
    Off Topic: Was bedeutet „Reichsbanner“ in deiner Signatur?

    aha
    Wird nur nicht Funktionieren .

    de.wikipedia.org/wiki/Reichsbanner_Schwarz-Rot-Gold

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 14 02. 2020 13:45 #65220

    Hi,
    ich verstehe immer noch nicht was ich hier ignorieren soll.
    Dass die Alphastrahlung das Plasma heizt habe ich geschrieben. Meine Kalkulation ging von unrealistisch günstigen Bedingungen aus. Z.B. wird das Tritium nicht erbrütet, ich setze voraus, dass es einfach da ist, 100% Wirkungsgrad der Neutronenabsorber. Trotzdem kommt da nur wenig Strom bei rum. Und wenn es andere Methoden gibt, Wärme in Strom zu wandeln, außer Dampfturbine/Generator, wo sind denn eure Alternativen? Ihr bietet ja nichts an, was man ignorieren könnte.
    Und was soll das  Gehacke auf das Leistungsverhältnis Alpha zu Neutronenstrahlung? Bei mir kommt 6,3 mal mehr Strom aus der Neutronenstrahlung.


    Lutz:

    Technisch kann man die Fusion natürlich als Neutronenquelle für andere Zwecke nutzen, wäre aber ein ganz schön teures Vergnügen...für was?

    Und für Strom ist das dann günstig?


    heinzendres

    aha
    Wird nur nicht Funktionieren .

    Ist das deine physikalische Begründung?

    Grüße alias Birnbaum

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 14 02. 2020 15:09 #65224

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    Calleryana schrieb:



    Lutz:

    Ich brauche keine anderen Zahlen. Du hast die 35-40% als Wirkungsgrad für einen Wärmetauscher ins Spiel gebracht und Du verteidigst Deine völlig unsinnige Angabe……

    Du brauchst keine Zahlen, weil es deine Ideologie vorgibt oder wie? Ein unbegründeter 10% Wirkungsgrad ist sinnig? Ein begründeter von 40% ist völlig unsinnig?


    Lutz:

    Mehr als auf diesen Fehler zum wiederholten Male hinzuweisen kann ich auch nicht machen.

    Man kann mit Wiederholungen alles beweisen. Wo hast du aufgezeigt, was an der Annahme fehlerhaft ist?

    Ich versuche es ein letztes Mal ganz langsam.
    Du hast einen Wirkungsgrad für einen WÄRMETAUSCHER mit 35-40% angenommen.
    Du hast das begründet mit dem GESAMTWIRKUNGSGRAD thermischer Kraftwerke.

    Ja, thermische Kraftwerke liegen typischerweise mit ihrem Wirkungsgrad grob im Bereich 30% - 60% (nur GuD kommen auf 60%).
    Nein, der Wärmetauscher ist nicht das gesamte Kraftwerk, daher ist Deine Begründung Unfug...vor allem da völlig klar ist dass der größte Verlust bei thermischen Kraftwerken immer bei der Umwandlung von thermischer Energie in Bewegungsenergie entsteht (siehe Wärmekraftmaschine, Carnot-Wirkungsgrad, ...)...alleine da gehen schon mal um die Hälfte hops...und zwar ganz grundsätzlich aus physikalischen Gründen, also nicht zu vermeiden.
    Wenn man in solchen Kraftwerken beim Wärmetauscher schon 40% hätte, dann wäre der Gesamtwirkungsgrad thermischer Kraftwerke nicht höher möglich als ca. 20%...unter der Annahme das alle anderen Bauteile keinen Verlust erzeugen. Das ist offensichtlich nicht so!

    Bitte entschuldige, aber der einzige der hier regelmäßig ideologisch argumentiert bist Du.

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 14 02. 2020 15:14 #65226

    Ich verstehe Calleryana so, dass bei jedem thermischen Kraftwerk, also auch bei der Ausnutzung thermischer Neutronen, der Carnot-Wirkungsgrad zum Tragen kommt. Man sollte daher nur die Teile vergleichen, die voneinander abweichen, oder die Wirkungsgrade der gleichen Teile auch gleich bewerten.

    Es wäre also vorteilhaft, zuerst die nötigen Teile (Produktionsschritte) aufzuzählen, die insgesamt für den Wirkungsgrad zum Tragen kommen, vor allem die, die bei verschiedenen Kraftwerkarten voneinander abweichen.

    Aber zur Threadfrage:

    Überschüssige Neutronen können sicherlich auch für Forschungszwecke benützt werden, wenn das Labor in unmittelbarer Nähe steht. Genauso kann man sicherlich auch etwas anderes damit machen, wenn sich die Werkstatt nahe genug befindet. Werden die Neutronen aber im Target gebremst, kann man damit wohl nichts anderes mehr anfangen.

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 14 02. 2020 18:49 #65244

    Hi,
    ra-raisch schrieb: Aber zur Threadfrage:

    Überschüssige Neutronen können sicherlich auch für Forschungszwecke benützt werden, wenn das Labor in unmittelbarer Nähe steht. Genauso kann man sicherlich auch etwas anderes damit machen, wenn sich die Werkstatt nahe genug befindet. Werden die Neutronen aber im Target gebremst, kann man damit wohl nichts anderes mehr anfangen.

    Das ist meine Eingangsthese. Meine zweite These ist, dass Fusionsstrom niemals konkurenzfähig ist.
    These
    Was ist daran Unfug?

    Grüße alias Birnbaum

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 15 02. 2020 00:24 #65251

    Calleryana schrieb: Was ist daran Unfug?

    Bei Spaltreaktoren fängst du bei der thermischen Energie an, bei Fusionsreaktoren beim Einfangen der Neutronen.
    Das ist schon eine verzerrte Darstellung!
    Nur die thermische Energie betrachtend ist das Fusionskraftwerk in deiner Darstellung effizienter. (35-40% gegen 32-36%)

    Eine Frage wäre auch wie die Gesamtbilanz bei den Kosten aussähe wenn die Technologie erstmal entwickelt ist. Sicher darfst du dafür nicht die Kosten von ITER ansetzen denn das ist nur ein Prototyp.

    assume good faith

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    assume good faith

    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 15 02. 2020 09:46 #65259

    Generell dürfte es für eine halbwegs verlässliche Kostenschätzung zu früh sein. Wir wissen derzeit noch nicht, wie genau in 20-50 Jahren ein Fusionsreaktor aussehen würde, welche Materialien und welche Techniken genau eingesetzt würden.

    Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

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    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 15 02. 2020 11:08 #65262

    Hi,
    nochmal von vorn: Die Kalkulation sollte zeigen, das aus einem Fusionskraftwerk nur wenig Strom rauskommt. Bezogen auf eine Größe von ITER ist es ein Zehntel eines AKWs. Ich glaube nicht, dass ein Fusionskraftwerk jemals 1/10tel eines AKW kosten wird.


    Merilix,
    Die Effizienzberechnung bezieht sich doch immer auf die jeweilige Primärenergie. Ich dachte das Apfel/Birnen Aufrechnen hätten wir geklärt. Hier stehen 4 Gigawatt (Thermische AKW Birnen) gegen 0,5 Gigawatt (Strahlen Äpfel).



    Lutz: kommt hier ständig mit

    ein ganz schön teures Vergnügen…

    Wenigstens einer, der die Kosten sieht.


    ClausS,
    Man muss mit den Kosten rechnen die zur Verfügung stehen. An der Fusion wird seit Jahrzehnten geforscht, ich halte die Daten für Aussagekräftig genug.

    Grüße alias Birnbaum

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    Letzte Änderung: von Calleryana. Begründung: Für Merilix die Grafik geändert (Notfallmeldung) an den Administrator

    Mit Fusionsreaktor Spaltmaterial erbrüten 15 02. 2020 12:49 #65264

    Calleryana schrieb: Die Effizienzberechnung bezieht sich doch immer auf die jeweilige Primärenergie. Ich dachte das Apfel/Birnen Aufrechnen hätten wir geklärt. Hier stehen 4 Gigawatt (Thermische AKW Birnen) gegen 0,5 Gigawatt (Strahlen Äpfel).

    Wozu dann der ganze Firlefanz mit der thermischen Effektivität?

    Und wozu vergleichst Du 4 GW eines AKW mit 0,5 GW eines Ptorotypen? Bist Du der Ansicht, dass beides in Zukunft gleichviel kostet?

    Ich hatte auch schon darauf hingewiesn, dass AKW ein Auslaufmodell sind, daher stellt sich der Vergleich nicht in dem Sinne einer alternativen Auswahl sondern allenfalls in dem Sinne der Kosten der Alternative, insoweit wäre es aber einfacher, mit €/W oder €/kWh zu rechnen, dann kann jeder vergleichen, womit es ihm sinnvoll erscheint.

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