30. November 2008 um 23:23 (Klima und Energie, Technik)
Tags: auto, Motor, Wirkungsgrad
In einem früheren Beitrag schrieb ich, dass der Verbrennungsmotor der Zukunft nur einen Zylinder hat. Das möchte ich nun ein wenig ausführen und einige Ideen einbringen. Genauer könnte er folgende Eigenschaften haben, d.h. ich spinne jetzt mal was zusammen:
- Einen langen Hub, so dass der Brennraum bei den höchsten Gastemperaturen am kugelähnlichsten ist,
- ungefähr dieselbe Drehzahl wie gängige Automotoren,
- natürlich viele Ventile,
- symmetrisch-gegenläufige Ausgleichsmassen, die bewirken, dass der Motor weder Verschiebungs- noch Drehungsvibrationen kennt und die auch als Schwungscheiben dienen,
- Auskleidung der Zylinderinnen- und Kolbenoberfläche mit Keramik, was thermisch besser isoliert,
- mehrere Einspritzdüsen, die einzeln koordiniert so angesteuert werden, dass günstige Verwirbelung entsteht,
- zeitliche Dosierung des Einspritzstromes, so dass während der ganzen Verbrennungsphase eine konstant hohe Temperatur gehalten wird um eine quasi-isotherme Expansion zu erreichen, die aber ein Maximum nicht übersteigt, um Stickoxidbildung zu vermeiden,
- am Antriebsstrang ein Drehmomentfilter, der die Drehmomentstöße des Einzylinders glättet.
So ein Motor hat wegen der geringeren Wärmeverluste (und vielleicht auch wegen der Verbrennungstemperatursteuerung, aber hier bin ich mir nicht sicher) einen höheren Wirkungsgrad als heutige Automotoren mit mehreren kleinen Zylindern. Außerdem hätte er einen satten Yamaha-XT-Sound und ein Monsterdrehmoment bereits bei niedrigen Drehzahlen.
Eine mögliche Konstruktion für einen Drehmomentfilter habe ich mal hier skizziert, sowas macht mir immer Spaß, im Wesentlichen ist es eine sehr weiche hydraulische Torsionfeder:
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30. November 2008 um 2:00 (Klima und Energie)
Tags: auto, Benzinverbrauch, Elektroantrieb, Luftwiderstand
Es gibt ein Beispiel, wie das Auto der Zukunft etwa aussehen könnte – so die Richtung: das Loremo – „Low Resistance Mobile“, das Projekt einer kleinen Gruppe engagierter Ingenieure, die den Gedanken niedrigen Verbrauchs wirklich konsequent in die Konstruktion umgesetzt haben. Sie ist leicht (600 kg), hat einen geringen Luftwiderstandsbeiwert von 0,2, hat eine kleine Stirnfläche und kann deshalb mit lediglich 20 PS (!) eine Spitzengeschwindigkeit von 160 km/h erreichen, jedenfalls theoretisch und wenn es nicht bergauf geht. Der projektierte Spritverbrauch beträgt 2 l / 100 km, was bei den Daten glaubwürdig ist.
Das Projekt gibt es schon seit über 15 Jahren und entwickelt sich trotz ständiger Finanzierungssorgen immer weiter. Es braucht nach eigenen Angaben 40 Mio. € für den Beginn der Serienproduktion – aber woher nehmen in der Bankenhysteriekrise? Dieser Betrag ist ein Witz im Vergleich zu den Summen, die die großen Firmen allein für die Entwicklung pro Jahr ausgeben – 20 mal mehr, pro Firma (Quelle).
Kapitalgeber und Kunden müssen allerdings idealistisch sein. Der Wagen, wenn er denn die Hürden schafft, soll zwar überraschend billig werden, aber es gibt kein Vertriebs- und kein Servicenetz, mit Kinderkrankheiten ist sicher zu rechnen.
Die Konstruktion weist ein interessantes Detail auf: es gibt keine Seitentüren, der Einstieg erfolgt über Front- und Heckklappen. Diese konstruktive Entscheidung macht den Wagen leichter, denn durch die ununterbrochenen Kraftleitung in den Seitenflächen kann die notwendige Steifigkeit der Karosserie mit weniger Masse erreicht werden.
Das können sich die Großen abgucken. Man kann den gleichen Effekt nämlich auch m i t Seitentüren erreichen, wenn diese sich nach dem Schließen kraftschlüssig mit dem Rest der Karosserie verbinden. Eine Möglichkeit, die mir sofort einfällt, ist, dass Keile elektromotorisch in konische Bohrungen hineingepresst werden – dem Erfindungsreichtum der Ingenieure ist da keine Grenze gesetzt. So könnten, auch wenn das Projekt stirbt, einige gute Ideen weiterleben.
Die Macher wollen jedenfalls dem Trend vorangehen und eine Version mit Elektroantrieb anbieten.
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29. November 2008 um 0:43 (Klima und Energie)
Tags: Agrosprit, Algen, Bill Gates, Biomasse, CO2, Forschung, Klimawandel, Kraftstoff, regenerative Energie, USA, Wirkungsgrad
Was ich neulich im Focus über Treibstoff-aus-Algen las ist nur die Spitze eines Eisberges an Forschung, die auf diesem Gebiet geleistet wird. Die Idee dazu entstand bereits in den 50er Jahren, damals allerdings noch mit einer anderen Zielrichtung (Methanherstellung unter Nutzung von Abwässern). Von 1978 bis 1996 lief ein Forschungsprogramm des U.S. Department of Energy’s Office of Fuels Development, in dem bereits wesentliche Vorarbeiten wie die Suche geeigneten Arten, die Erforschung von Physiologie und Biochemie der Algen, Erstellung von Demonstrationsanlagen und Kostenanalysen geleistet wurden. Dieses Programm ist in letzter Zeit wieder aufgenommen worden. Ein PDF-Dokument mit einem Überblick findet sich hier.
Der SPIEGEL könnte ein Beleg für die These sein, das hierzulande die Algentechnologie als exotisch und versponnen gilt. Nicht nur, dass er bei Stichwort „Algen“ überhaupt keinen entsprechenden Treffer in seiner internen Suche liefert, einer der zwei Artikel über die neue Technologie ist ein herber Verriss des Hamburger Pilotprojekts zur Umwandlung von Kraftwerks-CO2 in Biomasse. In anderen Medien wird immerhin wohlwollend über den Algen-Ansatz berichtet, z.B. in der Welt. Der Gerechtigkeit halber muss man sagen, dass das besagte Pilotprojekt wirklich nicht mehr sein kann als ein Forschungsprojekt – es krankt an dem Problem aller regenerativen Energien in Deutschland: zu wenig Licht um billig werden zu können. Der andere Artikel im SPIEGEL ist wohlwollender .
Währenddessen haben sich in den USA bereits zwei Organisationen zur Koordination und Interessenvertretung von Sprit-aus-Algen-Unternehmen gegründet, die Algal Biomass Organisation (ABO) und die National Algae Association, von denen die erstere so klangvolle Namen wie Boeing, Airbus, KLM, FedEx und IATA in ihrer Mitgliederliste führt. Die Fliegerei ist harscher Kritik der Umweltschützer ausgesetzt und will nicht nur ihr Image polieren, sondern sich auch langfristig ihre Treibstoffbasis sichern. Auch die Firma Sapphire Energy findet sich in der ABO – sie hat jüngst 100 Mio. Dollar von Bill Gates erhalten.
Doch nicht nur die Großen sind drüben rege – es scheint eine kleine Gemeinde von Hobby-Biodieselern zu geben. Zumindest gibt es Anleitungen im Netz zu kaufen, wie man einer wird, die als Lehrbeispiel für sales hype gelten können. Hier ein Bericht über ein Garagentreffen solcher Algen-Geeks. Amerika ist halt das Land des „can do“!
Leider muss ich meine frühere Darstellung der Wunder der Algen etwas zurückstutzen, nämlich was den maximalen Umwandlungswirkungsgrad betrifft. Nach besagtem „Welt“-Artikel und anderen Quellen beträgt er nicht 30, sondern nur 10 %. Aber immerhin kann ich den geneigten Leser aus dieser Quelle mit einer offiziellen Schätzung des Zeitrahmens versorgen, bis die Sache zum Durchbruch kommt: kommerziell lohnende Produktion 2015, 2022 dann 36 Mrd. Gallonen (= 137 Mrd. Liter, = 98 Mrd. kg, = 98 Mio. t, = etwa der momentane deutsche Verbrauch an Benzin).
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15. November 2008 um 12:20 (Philosophie, internet)
Tags: Beiträge, dunkle Materie, Suchmaschinen
Wer kennt es nicht, bei der Suche im Netz sich durch dutzende von irrelevanten bis banalen Forenbeiträgen durcharbeiten zu müssen? Jede noch so triviale Äußerung wird im Netz auf ewige Zeiten gespeichert und kreist in der Infosphäre wie all die ausgedienten Satelliten und ihre Trümmer um die Erde. Die Kollision damit bewirkt zwar keine unmittelbare, aber eine schleichende Katastrophe: die Informationsmenge wächst beständig, die Verarbeitungsfähigkeit des Menschen bleibt aber konstant. Der Tag ist nicht mehr fern, an dem wir auf Suchanfragen anstatt hunderttausend hundert Millionen oder eine Millarde Treffer erhalten.
Ich gebe zu, dass ich die Menschheit gerne von einem Teil meiner eigenen Beiträge befreien würde. In einem Blog ist das noch gut möglich, aber was ist mit vergangenen Newsgroupbeiträgen, die auf Archivservern für kommende Generationen aufbewahrt werden?
Gut, die Suchtechnik wird besser, was bewirkt, dass die meisten Informationseinheiten von der Oberfläche der Sichtbarkeit absinken und zu dunkler Materie im interportalen Raum werden. Aber auch diese dunkle Informationsmaterie verbraucht Ressourcen, macht das Netz „schwerer“.
Es wäre interessant, diese Analogie zur dunklen Materie des physikalischen Kosmos weiterzutreiben, die eine so grundlegende Wirkung auf dessen zeitliche Entwicklung hat.
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