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Dampfspeicher im
industriellen Einsatz
Speicherlokomotiven
wirtschaftlich – sauber – leise – umweltfreundlich – CO2-neutral
Rangier-Diesellokomotiven
Abgase – CO2 – Lärm – Leerlauf – Wartung – Ölabhängigkeit
Nachteile der Diesellokomotiven
• Kein Direktantrieb vom Motor zum Rad
– diesel-elektrisch, -hydraulisch oder -hydrostatisch
► Komplexer Antrieb ► Hohe Unterhaltskosten
► 75% Leerlauf ► Energieverschwendung, Lärm
• Sehr schlechte Abgaswerte
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► erhöht Komplexität, Kapital- + Unterhaltskosten
• Hoher Lärmpegel bei Fahrt und im Stillstand
• Abhängigkeit vom Erdöl
Leerlauf von Diesellokomotiven
Idling Consumption: Diesel Fuel: 3.5 - 5 gals/hour
Lubrication Oil: 0.4 - 0.5 gals/hour
= ► Leerlaufverbrauch: Dieselöl: 13 – 19 Liter/Stunde
Schmieröl: 1.5 – 2.0 Liter/Stunde
Effiziente Diesellokomotiven?
Entladen von Tonerde-Zügen im Martinswerk Bergheim
- Entladezeit des Zuges: 4 Stunden
- Laufzeit des Dieselmotors: 4 Stunden =► Leerlaufanteil: 95%
- Dieselverbrauch: 64 l = 640 kWh Kosten: ca. 90.- Euro
- Schmierölverbrauch: 7 l Kosten: ca. 20.- Euro
- Rangierarbeit ca. 10 kWh =► Wirkungsgrad: 1.6%
Energiekosten Diesellokomotive für 10 kWh: 110.- Euro
Energiekosten Speicherlokomotive bei GKM für 10 kWh: 1.- Euro
Funktionsschema einer
Diesellokomotive
Funktionsschema einer
Speicherlokomotive
Vorteile der Speicherlokomotiven
• Emissionsfrei, leise im Betrieb, lautlos im Stillstand
• Externe Energieerzeugung:
Abwärme, alle Brennstoffe, Geothermie, Solarthermie u.a.
• Explosionsgeschützt, keine Funken, kein Brennstoff
• Kein Sauerstoffbedarf, ideal für Tunnelarbeit und -rettung
• Schnelles Nachladen (15 - 20 Minuten)
• Maximales Drehmoment (Zugkraft) beim Anfahren
• Überlastbar, unbegrenzte Energieentnahme
• Einmannbetrieb, Funkfernsteuerung möglich
• Einfach, robust, zuverlässig, tiefe Unterhaltskosten
• Lange Lebensdauer (Batterie: 5-10 Jahre, Speicher: 60-100 Jahre)
• Kein Energieverbrauch im Stillstand/Leerlauf
Energiedichte von Brennstoffen
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Kantenlänge [Meter]
Kantenlänge[Meter]
Brennstoff Schütt-Volumen für 10'000 kWh
Holzpellets 3.07 m3
Heizöl EL 1.03 m3
Holzschnitzel 11.8 m3
Diesel / Heizöl EL
1.03 m3
Steinkohle 1.6 m3
Holzpellets 3.1 m3
Braunkohle 3.4 m3
0
0.5
1
1.5
0 0.5 1 1.5
Wasserverdrängung Kantenlänge [Meter]
WasserverdängungKantenlänge
[Meter]
Brennstoff- Gewicht für 10'000 kWh
Holzschnitzel* 2940 kg
Steinkohle 1230 kg
Diesel / Heizöl EL 870 kg
Holzpellets 2000 kg
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Die hohe Energiedichte erklärt die Dominanz von Öl im Transport:
Weltweit werden 99%, in der Schweiz 96%, der im Verkehr
verbrauchten Energie von Ölprodukten bereitgestellt.
Mobilität mit stationärer Energie
• Bei allen Transportmitteln spielt die
Energiedichte eine zentrale Rolle, weil
Gewicht und Volumen begrenzt sind
=► nur wenige Treibstoffe sind geeignet
und deshalb teuer
• Bei stationärer Verwendung spielt die
Energiedichte keine Rolle
=► alle Brennstoffe sind geeignet und
deshalb bedeutend billiger
Energiepreise variieren stark
0
2
4
6
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10
12
14
16
18
20
Diesel(18.10.2004)
Benzin
(18.10.2004)
Biogas
Treibstoff(3.2004)
Erdgas
Treibstoff(3.2004)
Erdgas
zum
H
eizen
(W
inter2003/2004)
Fernw
ärm
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IW
B
(W
inter2003/2004)
elektrischerStrom
(G
rosskunden
EW
Z,2004)
m
ittelgrosse
Solaranlage
W
W
70m
3
Klein-Solaranlagen
W
W
(z.B.6m
2)
H
olz-Pellets
(C
H
,Stand
8.2004),G
rossbezüger
Stückholz
0.5/0.33m
feuchtgem
ischt
Stückholz
0.5/0.33m
trocken
gem
ischt
H
eizölEL
(C
H,Stand
18.10.2004,6000
Literab
Basel)
Energiepreise[Rp./kWh]
„Gratis“: Abwärme, Geothermie, Solarthermie
Negative Energiekosten: Abfälle
Kraft-Wärme-Koppelung
Ladestation, Grosskraftwerk Mannheim
Beispiel Schlepplasten-Schaubild
MODERN STEAM
wirtschaftlich und umweltfreundlich
Dampfspeicher im industriellen Einsatz
52 8055 Rollenlager-Triebwerk
Entwicklungspotential der Speicher-
lokomotiven mit modern steam Technik
• Rollenlager-Triebwerk
• Höhere Geschwindigkeiten
• Bessere Isolation
• Reduktion des Dampfverbrauchs
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• Dampfmotoren und Drehgestelle
• Funkfernsteuerung
=► Eigene Speicherlokomotiven notwendig
FLC 0147 abgestellt bei Nuon Energie
in Heinsberg am 18. Mai 2009
FLC 03147 der DLM
FLC 03160 der DLM
„Dampf-Tankstelle“
der Brauerei Falken
Sulzer-Dreizugkessel
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Präsentation der Speicherlokomotiven FLC 03147 und
FLC 03160 in Schaffhausen am 26. und 27.10.2010
Demonstration des Rangierbetriebs mit den
Speicherlokomotiven in Schaffhausen am 7.09.2012
Weitere Anwendungen der
Dampfspeichertechnik
Gegenwart
• Dampfkatapulte auf Flugzeugträgern
• Energiespeicher in der Industrie
• Speicher für solar-thermische Kraftwerke
Zukunft
• Flurförderfahrzeuge, Thermomobil (in Entwicklung)
• Kurzstrecken im Nahverkehr
• Tunnellokomotiven, Tunnelrettungsfahrzeuge
• Bus, Taxi
• Fährschiffe, Vaporetti (Venedig), Wassertaxi
Dampfkatapult
beschleunigt ein 36 t schweres Flugzeug auf nur 92 m aus dem Stand
in 3 Sekunden auf 260 km/h. Ohne Katapult sind 1.5 km notwendig.
Ein Ferrari (1.25 t) benötigt 9.5 Sekunden von 0 auf 200 km/h.
Allerhöchste Zuverlässigkeit erforderlich, ansonsten Piloten und
Flugzeuge im Wert von je 100 Mio. Euro gefährdet wären.
Neue Rangierlokomotiven
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Dampfbetrieb bringt zusätzliche Touristen auf schlecht
ausgelastete Nebenlinien =► Kostendeckung steigt massiv
Beispiel: S 9 Olten – Läufelfingen – Sissach
Speicherbetrieb möglich
Weitere Infos auf: www. modern-steam-hauenstein.ch
Schiffe mit Speicherbetrieb
Strassenfahrzeuge mit Speicherbetrieb
Thermomobil HOT2GO
Flughafenschlepper und Busse
Substitutionspotential von Dieselöl
Reduktion von CO2 und Lärm
Schienenfahrzeuge:
• 1 Rangierlok Industrie: 50‘000 l/Jahr 130 t CO2
• Σ Dieseltraktion SBB: 12.8 Mio. l/Jahr 33‘000 t CO2
Wasserfahrzeuge:
• Σ Fähren: 4.5 Mio. l/Jahr 12‘000 t CO2
Strassenfahrzeuge:
• Taxi, Busse,Schlepper xx Mio. l/Jahr xx‘000 t CO2
Das Potential der Speichertechnik wird mit einer Studie
im Auftrag des Bundesamtes für Energie BfE abgeklärt.
Beteiligt sind: DLM, FHNW, Swiss Excellence, ZHAW.
Konkrete Beispiele: Ems Chemie, Migros Suhr
Dieselabgase gefährden die Gesundheit
Lösung: Ersatz der schmutzigen Diesellokomotive durch eine
saubere Speicherlokomotive
Dampflokomotiv- und Maschinenfabrik DLM AG
Gertrudstrasse 17 CH-8400 Winterthur
www.dlm-ag.ch

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