Hallo,
ich habe eine Idee. Man könnte doch den Prozessor und andere
Bauelemente, die viel Wärme erzeugen mit einer Art Dampfmaschine oder
Stirlingmotor kühlen. Das wäre dann das gleiche Prinzip, wie im
Kohlekraftwerk, wo die Hitze der Kohlen die Dampfturbine antreiben. Die
mechanische Energie wird dann zusätzlich zur Versorgung dieses Computers
verwendet. Damit könnte man einen großen Teil an elektrischer Energie
einsparen. Ich habe mal gelesen es sei bei einer Großrechenanlage
versucht worden. Was würde so eine Turbine für den normalen PC kosten?
Ist es sinnvoll (z. B. bei Servern)?
Das mit dem Dampf war ja wohl nicht ernst gemeint, oder?
Wenn's gut läuft kriegst du einen Wirkungsgrad von ca. 30% hin, bei dem
bischen Abwärme, die der PC produziert (so um die 150 .. 200W) kommt da
nicht mehr viel an.
Außerdem brauchst du einen Kondensator (Unterdruck) und eine Kühlung
(Die Kühltürme der Kraftwerke wohl übersehen?).
Also hast du einen Wasserverbrauch, der die eingespielten Stromkosten
bei Weitem wieder auffressen!
Falls du es aber hinbekommst: SOFORT patentieren lassen! :-)
OK, 60Wh * 8760(h/Jahr) = 525.6kWh
525.6kWh * 0.27€ (ca. Preis f. kWh) = 141.91€ pro Jahr.
Nun noch das Kühlwasser dagegenrechnen, dann weißt du was hängenbleibt.
Anschaffung von diversen Gerätschaften: wohl einige tausend €,
Instandhaltung rechnen wir mal mit 500€ im Jahr. ;)
Nur leider, leider wird die Wärme nicht an einem Punkt frei... GraKa,
Proz, Netzteil... Beim "Einfangen" der Energie geht jetzt spätestens der
Wirkungsgrad sowas von in die Knie. Da ist das Einsparen der Energie im
Vorfeld wesentlich einfacher.
Was durchaus Sinnmacht (und auch praktiziert wird) ist die
Wärmerückgewinnung aus der Abluft der Lüftung / Klimaanlage. In Räumen
mit viel Elektrogeräten (Leitstände, Überwachungsräume ..) wird die Luft
mit einer extra Absaugung direkt von den Geräten abgezogen, um die
Raumlüftung nicht zu 'verwirren'. Diese Abluft wärmt (wenn gefordert)
über einen Rekuperativ-Wärmetauscher die Zuluft wieder auf.
Kann man da nicht einfache preisgünstige Miniturbinen mit Dynamo
herstellen, die durch Expansion der Luft arbeiten? und wie ein
Handelsübliches Lüfteraggregat auf den Prozessor geklippt werden? eben
als billige Massenware für 30 € pro Stück?
Euch ist aber schon klar das jede Nutzung der Wärme zur Folge hat dass
sie schlechter abgeleitet wird, oder?
Das Prinzip ist ja die Wärme zu stauen um sie dann wie auch immer
gezielt zu nutzen - und das ist auf jeden Fall weniger Effektiv als
irgendetwas direkt zu kühlen - und das is ja meist recht wichtig bei
Elektronikkomponenten
(Klar dass man das natürlich bis zu nem gewissen Grad trotzdem machen
kann)
Grüße,
der Sebba
@Stefan:
Du kannst ja mal einen handelsüblichen CPU-Wasserkühler für PCs umbauen
und testen was du da an Energie 'rauskriegst. Du wirst enttäuscht sein.
Die temperatur recht nicht zum Verdampfen von Wasser, falls doch ist die
CPU schnell tot! Außerdem Brauchst du ja deutlich über 100°C, also musst
du mit dem Druck hochgehen, sonst geht da gar nix!
Eine Turbine in der Größe zu kriegen halte ich für aussichtslos, diese
mit brauchbarem Wirkungsgrad herzustellen wird viel zu teuer.
Welche Spannung willst du eigentlich erzeugen 5V/12V DC oder 220 AC?
Inselbetrieb oder Parallelbetrieb? Dann braucht's auch noch eine
Synchronisation.
Also ich find die Idee mit der Abwärme Strom zu erzeugen unsinnig und
nicht machbar. Die Wärme zu nutzen um etwas Anderes anzuwärmen ist
durchaus nicht unsinnig.
Leider ist ein Wirkungsgrad von 30% aus physikalischen Gründen nicht
möglich. Nach den Gesetzen der Thermodynamik beträgt der maximl mögliche
Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine p = (TH-TK)/TH, wobei TH und TK
die Temperaturen (in Kelvin!) der heissen bzw. kalten Seite sind. Nehmen
wir
mal TH= 60°C und TK =25°C an, was 333 bzw. 298 Kelvin entspricht, ergibt
sich ein Wirkungsgrad von p = 0.105, d.h. 10%, falls die
Energieumwandlung ideal verlaufen sollte. Die restlichen 90% können
nicht verwertet werden und müssen an die Umgebung als Wärme abgegeben
werden (deshalb haben Kraftwerke auch diese grossen Kühltürme). Eine
reale Maschine dieser Grösse dürfte aber wohl nur die Hälfte davon
erreichen. Insbesondere die Abfuhr der Wärme würde einen entsprechend
leistungsfähigen Lüfter erfordern. Mit viel Glück könnte die recycelte
Energie gerade zum Betrieb des letzteren ausreichen.
Gruss
Mike
Das mit den 10% ist nicht ganz richtig. Ich arbeite in einem Kraftwerk,
thermische Leistung 3850MW, elektrische Leistung 1450MW. Ergibt einen
Wirkungsgrad von 37.7%. Da ist natürlich optimiert was geht und ist in
diesen Dimensionen besser zu handeln.
@Power
Der Unterschied zum Kraftwerk ist, dass die Temperatur des heissen
Reservoirs sehr viel höher liegt, z.B. ca. 325C bei einem Atomkraftwerk
(beim Kohle- bzw. Gaskraftwerk dürfte sie noch höher liegen). Damit
komme ich auf einen Idealwirkungsgrad von ca. 50%. Nach Abzug von
Verlusten, Eigenbedarf etc. bleiben dann die erwähnten 35.6%. Wenn der
Prozessor aber mal 325C heiss geworden ist, dürfte es um den Rechner
wohl geschehen sein... Kurzum: Je geringer die Temperaturdifferenz,
desto schlechter der Wirkungsgrad.
Gruss
Mike
@ Netbird:
Nicht ganz. Diesel hat einen höheren Brennwert, kann also mehr Energie
freisetzen als Benzin. Das hat nichts mit gespeicherter Wärmemenge zu
tun.
Vom Prinzip her, könnte man ein Peltierelement "rückwärts" benutzen.
Wenn man es schafft eine Temperaturdifferenz auf beiden Seiten
einzustellen, kann man aus ihr Strom ziehen.
Jetzt aber nicht über den Wirkungsgrad oder die Realisierung diskutieren
;-)
Viel Spass noch....
Warum nicht anders? Man stelle sich mehrere m^3 Kühlwasser (reines
Leitungswasser) neben den PC. Wenn diese Menge warm genug ist, geht man
halt Duschen, tut aufwaschen damit, ... . Wenns alle ist, neues
"Kühlwasser" rein.
@Power
>Diesel hat einen höheren Brennwert, kann also mehr Energie
freisetzen als Benzin.
Das ist ein anderes Problem als die Wirkungsgradberechnung:
Wirkungsgrad sagt etwas darüber aus, wie viel Energie aus der
eingesetzten Energie (Wärme, entspricht 100%) in die "Wunsch"energieform
(Bewegungsenergie, ...%) umgesetzt wird, ist also eine relative Angabe.
Entscheidend ist, dass die Temperatur im Verbrennungsraum des Diesels
wegen der Selbstzündung höher ist als die von Benzin und deshalb sich
ein höherer Wirkungsgrad ergibt.
MfG
Am ehesten reasilierbar halte ich das ganze in großen Serverräumen, bei
denen die Verlustleistung alleine durch die Server mehrere
(zig-)Kilowatt beträgt.
Dann Energetisch sinnlose an der Sache ist nämlich die Klimaanlage.
Man wendet Energie auf, um nutzlose Energie wieder loszuwerden.
Man müsste alle Server mit Wasser kühlen und das warme Wasser zum Heizen
von anderen Räumen verwenden.
Wasserkühlung deshalb, weil es weniger aufwendig ist, warmes Wasser aus
einem Raum zu führen als warme Luft.
Das mit dem Peltierelement hab ich schon getestet. Die liefern wirklich
sehr wenig Strom und Spannung bei großen Temperaturdifferenzen. Ich
hatte auch mal die Idee ein Casemodding zu machen. unten am PC ein
CD-Laufwerk, auf dessen Einschub man die Kaffetasse stellt. Oben ein
Rohr, wo das heiße Kühlwasser der Wasserkühlung rauskommt und dazwischen
noch den Kaffefilter mit Kaffepulver :-)
Warum hält ein Pentium 4 eigendlich nur 70°C aus? Jeder PIC macht locker
125°C bis 150°C mit!
>Warum hält ein Pentium 4 eigendlich nur 70°C aus? Jeder PIC macht>locker 125°C bis 150°C mit!
Vollkommen unterschiedliche Komplexität? Der Pic wird wohl nicht im 90
nm Prozess gefertigt.
>Warum hält ein Pentium 4 eigendlich nur 70°C aus? Jeder PIC macht>locker 125°C bis 150°C mit!
Naja ich würd ma sagen en Pentium hat en "paar" schichten mehr als en
PIC und ihr sprecht ja alle nur von Oberflächen temperatur die Temp. auf
die es ankommt ist immer noch die Kerntemp. und die wird bestimmt an die
100°C liegen
Kann man auch daran erkennen das immer ein Loch im durchgebrannten
Prozessoren zu finden ist und nicht nur eine schwarze Oberfläche :)
Im allgemeinen ist bei 150°C Kerntemp. Schluss (zumidest in der
Leistungselektonik) da wird die Sperrschicht einfach zu schwach....
@Stefan:
habe ich das im Video richtig gesehen? Hat das Teil die Tischplatte
durchgehauen? War nicht richtig zu erkennen!
Darum nennt man Hobbyelektroniker auch 'Tischfeuerwerker'! :D
