Otag: Grundliegende Frage zur Dampfmaschine

Nach einem kurzen Gespräch mit einem Manfred, der auf einem oberbayrischen Berg thront, denke ich an den Misserfolg der OTAG nach.
Das Projekt lebte von der Idee, dass ein Freikolben weniger Reibungswiderstand entwickelt als ein durch einen Excenter angetriebenes Gerät in der seit 250 Jahren bekannten Bauform.
Leider aber hat der Lineargenerator entsprechend weit weniger Wirkungsgrad als ein excentergetriebener. Die OTAG-Maschine entwickelt weit weniger Wirkungsgrad als ein herkömmliches großes Dampfkraftwerk, das unter ähnlichen Bedingungen läuft:
die großen konventionellen Dampfturbinen laufen, abgesehen, von der ungenutzten Restwärme mit ungenutztem Exergieverlust, weil die Sperrmachzahl des Turbinenaustritts die effektiv nutzbare Kondensationstemperatur auf ca 90 bis 110 Grad Celsius senkt.
Diesen Nachteil haben kleinere Wasserkondensationskraftwerke nicht, in der Größenordnung, wie wir sie betreiben. Es kann die volle Temperaturdifferenz zwischen Verdampfungs- und Kondensationstemperatur genutzt werden. Da sich die Geräte in der Nähe unserer Heizungen befinden, ist selbst noch die Kondensationsenthalpie bis 40 Grad hinab nutzbar.
Trotzdem verwandt die OTAG-GMBH Kolbenmaschinen mit ihren bekannten Verlusten und ihrem Verschleiß.
Bei tiefen Entspannungsdücken sind Turbinen sinnvoller, aber nicht von der Stange erhältlich. Besonders vorteilhaft wären bei diesen auch die hohen Drehzahlen, die weit höhere elektrische Wirkungsgrade ermöglichen, die meiner Meinung bei einem BHKW ebenfalls wichtig sind. Zudem verlangen Wasserdampfturbinen zu große Dampfdurchsätze und damit Leistungen.
Eine konventionelle Excenterdampfmaschine wäre hier vermutlich sinnvoller gewesen, da man mittels außen liegendem Kreuzkopf das OTAGgerät weiterhin als Quasifreikolbengerät weiterbetreiben hätte können. Schon Frank Stelzer war mit dem Lineargeneratorkonzept gescheitert wie schon Hugo Junkers 80 Jahre vor ihm.
Pescara hatte entsprechend einer Idee von Hugo Junkers mehr Erfolg, indem er mit dem Freikolbengaserzeuger eine Turbine antrieb, die wenigstens einen guten elektrischen Wirkungsgrad sicherstellte. Ein Konzept, was dann in Schiffen und Hubschraubern weltweite Verbreitung fand. Natürlich nur in Großmaschinen.

Meine Überlegungen gehen nun dahin, kleinere Turbinen oder kolbenartige Maschinen mit anderen Arbeitsmitteln zu betreiben, die eine Verringerung der erforderlichen Leistungen zum Ziel haben.
Da denke ich in erster Linie an brennbares Propan oder seinen Ersatz durch umweltschädliche Kältemittel, wie sie in Klimaanlagen verwendet werden, für den Einsatz in Scroll-oder Schraubenexpandern, die nicht auf dem Markt erhältlich sind. In Japan zumindest sind entsprechende Anstrengungen im Gang. Vorteil dieser nicht reibungsfreien Maschinen ist der höhere Dampfdruck bei niedrigeren Temperaturen.

Capstone verwendet als Arbeitsmedium Luft mit den entsprechend hohen Temperaturen und dem teuren Turbinenverschleiß, eigentlich unbezahlbar.
Ich denke da eher an indirekt geheizte schwere Gase. Uran- und Schwefelhexafluorid wären da ideal, aber aus Umweltgründen untragbar.
Es bleiben eigentlich nur Argon , Kohlendioxyd, Propan oder schwerere Alkane.

Wenn solch ein grundliegend neues Konzept für millionenfach verbreitete, regelbare Kleinst-BHKWs nicht funktioniert, sehe ich schwarz für die deutsche BHKW-Zukunft, die bald vom Ausland überholt werden wird. Politiker sind eben die schlechteren Erfinder, vor allem, wenn sie ihre Ideen mit Geldpumpen in Gang bringen wollen.
Es sind heute der Politik in bestimmter Weise nahe stehende Personen, die steuern, wohin das Geld fließt.
Ich habe vor langer Zeit mitbekommen, wie von Politikern die Kernfusionsforschung mit zehn Milliarden in den Stillstand geführt und nach einem halben Jahrhundert Wendelstein V als Greifswälder Anlage Wiederauferstehung findet. Ebenso wurde Fissionsenergie durch die Aktionen zweier gegensätzlicher Lager ins Abseits geführt.
Die Politik bestimmt weiter, wohin Erfinder und Technik weiterzulaufen haben: in eine technische Scheinwelt der Medien, die seit der Einführung einer Zwangsabgabe noch enger an die Politik gefesselt wird.

Wasser und Wasserdampf sind immer noch die gängigsten Medien zum Wärmetransport und dem Gegenteil, der Exergiegewinnung.
Bei niedrigen Temperaturen versagen, wegen der Größe und der Reibung, die Kolbenmaschinen, nur Turbinen sind im Vakuumbereich noch wirtschaftlich.
So hat man sich nicht gescheut, zur Fabrikhallenheizung Wasserdampfturbinen zu verwenden, mit recht gewaltigen Dimensionen, üblich sind bei magnetgelagerten Turbinen Leistungszahlen von 15.
Für uns undiskutabel, da fehlen das Geld und der Platz.

Selbst das reibungsverminderte OTAG-Gerät konnte sich da nicht durchsetzen.

Meine Idee ist ein geeigneteres Medium, wie Hochdruck-Kältemittel für Kolben-Expansionsmaschinen und schwere Gase für Turbinen. Ersteres gibt es, ist aber in Verruf geraten. Entweder wegen des Treibhauseffekts, oder wegen der Brennbarkeit. Die schweren Kältemittelgase Freon 11 und 12 sind längst aus letzterem Grund und vor allem der Ozonschädlichkeit verboten, UF6 und CF6 sind regelrechte Alpträume, obwohl für unseren Zweck sonst ideal geeignet.
Vielleicht tut sich auf diesem Feld ja noch etwas, obwohl die Wissenschaftler heute bei weitem nicht mehr so fleißig sind wie die früheren, die nicht nur das als Forschungsergebnis präsentierten, was sich die Politiker wünschten.

Der Bau eines realen Motors ist da viel schwerer, als Wünsche eines Politikers mit Zahlen zu untermauern. Wobei die Mauer auch aus Styropor sein darf, mehr als eine Legislaturperiode braucht sie nicht zu überstehen. Wo man sich das Fördergeld herholt, ist ein offenes Geheimnis in diesen Kreisen.