Nutzung regenerativer Energien: Vorlesungsmanuskript
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
[Gräfelfing]
Resch
1993
|
| Ausgabe: | 7. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Technische Universität <München> / Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Kraftwerkstechnik: IfE-Schriftenreihe
1 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Ab 8. Aufl. u.d.T.: Wagner, Ulrich: Nutzung regenerativer Energien |
| Beschreibung: | 330 S. graph. Darst. 21 cm |
| ISBN: | 3878060408 |
Internformat
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
.
1
1.1
GRUNDSAETZLICHE
VORBEMERKUNGEN
ZUR
NUTZUNG
REGENERATIVER
ENERGIE
.
1
1.2
EINTEILUNG
DER
NUTZUNGSSYSTEME
REGENERATIVER
ENERGIE
.
2
1.3
RAHMENDATEN
ZUM
ENERGIEBEDARF
UND
ZU
SEINER
DECKUNG
.
3
1.3.1
ENERGIEBILANZ
DER
ERDE
.
3
1.3.2
WELTWEITER
ENERGIEBEDARF
.
10
1.3.3
ENERGIEVERBRAUCH
IN
DER
BUNDESREPUBLIK
DEUTSCHLAND
.
13
1.4.
NUTZBARE
POTENTIALE
REGENERATIVER
ENERGIEN
IN
DER
BUNDESREPUBLIK
DEUTSCHLAND
BIS
ZUM
JAHR
2005
.
19
2
THERMISCHE
NUTZUNG
DER
SOLARENERGIE
UND
UMWELTWAERME
.
22
2.1
BEGRIFFSBESTIMMUNGEN
UND
ENERGIEANGEBOT
.
22
2.2
PASSIVE
THERMISCHE
NUTZUNG
DER
SOLARENERGIE
.
28
2.2.1
SYSTEMATISCHE
EINTEILUNG
DER
SOLARENERGIE-SYSTEME
.
28
2.2.2
ENERGIEBILANZ
VON
GEBAEUDEN
.
30
2.2.3
MITTEL
ZUR
PASSIVEN
NUTZUNG
DER
SOLARENERGIE
.
33
2.2.3.1
FENSTER
ALS
SONNENKOLLEKTOREN
.
33
2.2.3.2
WIRKUNGSMECHANISMUS
TRANSPARENTER
DAEMMSCHICHTEN
.
35
2.2.3.3
GLASVORBAUTEN
.
38
2.2.4
BILANZIERUNG
VON
WAERMESCHUTZ
UND
PASSIVER
SOLARENERGIENUTZUNG
BEI
UNTERSCHIEDLICHEN
KLIMATA
.
42
2.2.5
VEREINFACHTE
BERECHNUNGSMOEGLICHKEITEN
FUER
DIE
BERUECKSICHTIGUNG
DER
SOLARENERGIEGEWINNE
.
54
2.2.5.1
JAHRESBILANZIERUNG
.
54
2.2.5.2
MONATLICHE
ENERGIEBILANZ
VON
GEBAEUDEN
.
57
2.3
AKTIVE
THERMISCHE
ENERGIEWANDLER
.
61
2.3.1
EINTEILUNG
DER
SYSTEME
.
61
2.3.2
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
.
62
2.3.3
KOLLEKTOREN
UND
ABSORBER
.
66
2.3.3.1
PRINZIPIELLER
AUFBAU
UND
WIRKUNGSGRAD
AM
BEISPIEL
DES
FLACHKOLLEKTORS
.
66
2.3.3.2
WEITERE
BAUFORMEN
VON
SOLARKOLLEKTOREN
UND
DEREN
KENNLINIEN
.
71
2.3.4
KONZENTRIERENDE
KOLLEKTOREN
.
76
2.3.4.1
PARABOLRINNENANLAGEN
.
78
2.3.4.2
SOLARTURMANLAGEN
.
81
2.3.5
ANLAGEN
ZUR
NUTZUNG
DER
UMGEBUNGSWAERME
.
82
2.3.6
WAERMEPUMPEN
.
86
2.3.6.1
FUNKTIONSPRINZIP
UND
BEGRIFFSBESTIMMUNGEN
.
86
2.3.6.2
BETRIEBSWEISE
.
92
2.3.6.3
KENNWERTE
.
96
2.4
SYSTEME
ZUR
THERMISCHEN
NUTZUNG
DER
SOLARENERGIE
.
97
2.4.1
SOLARE
RAUMHEIZUNG
UND
WARMWASSERBEREITUNG
OHNE
WAERMEPUMPE
.
97
2.4.2
SOLARE
RAUMHEIZUNG
UND
WARMWASSERBEREITUNG
MIT
WAERMEPUMPE
.
101
3
NUTZUNG
DER
SOLARSTRAHLUNG
ZUR
ERZEUGUNG
ELEKTRISCHER
ENERGIE
.
103
3.1
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
DER
PHOTOVOLTAIK
.
103
3.1.1
INNERER
PHOTOELEKTRISCHER
EFFEKT
IN
UNDOTIERTEN
HALBLEITERN
.
103
3.1.2
SOLARZELLEN
MIT
P/N-UEBERGANG
.
105
3.1.2.1
STOERLEITUNG
.
105
3.1.2.2
VERHALTEN
DES
P/N-UEBERGANGES
BEI
BESTRAHLUNG
.
106
3.1.2.3
DUNKELKENNLINIE
DER
SOLARZELLE
.
107
3.1.2.4
KENNLINIE
DER
BESTRAHLTEN
SOLARZELLE
.
;.
108
3.1.2.5
TEMPERATUREINFLUSS
AUF
KURZSCHLUSSSTROM
UND
LEERLAUFSPANNUNG
.
111
3.1.2.6
ERSATZSCHALTBILD
DER
BESTRAHLTEN
SOLARZELLE
.
112
3.1.2.7
FUELLFAKTOR
UND
WIRKUNGSGRAD
.
112
3.2
TECHNOLOGIE
DER
SOLARZELLEN
UND
-MODULE
.
115
3.2.1
SOLARZELLENTYPEN
UND
IHRE
EIGENSCHAFTEN
.
115
3.2.1.1
MONOKRISTALLINE
SILIZIUM-SOLARZELLEN
.
115
3.2.1.1.1
EIGENSCHAFTEN
MONOKRISTALLINER
SI-SOLARZELLEN
.
115
3.2.1.1.2
HERSTELLUNG
MONOKRISTALLINER
SI-SOLARZELLEN
.
116
3.2.1.2
POLYKRISTALLINE
SOLARZELLEN
.
117
3.2.1.2.1
EIGENSCHAFTEN
POLYKRISTALLINER
SI-SOLARZELLEN
.
117
3.2.1.3
AMORPHE
SILIZIUM-SOLARZELLEN
.
118
3.2.1.3.1
EIGENSCHAFTEN
AMORPHER
SI-SOLARZELLEN
.
118
3.2.1.3.2
HERSTELLUNG
AMORPHER
SI-SOLARZELLEN
.
118
3.2.1.4
SOLARZELLEN
MIT
HETERODIODEN
.
119
3.2.1.5
VERBINDUNGSHALBLEITER-SOLARZELLEN
.
119
3.2.1.6
SILIZIUMNITRID-INVERSIONSSCHICHT-SOLARZELLEN
.
120
3.2.1.7
TANDEMZELLEN
.
121
3.2.2
SOLARMODULE
.
121
3.2.3
TEMPERATURVERHALTEN
UND
WIRKUNGSGRAD
IN
DER
PRAXIS
.
123
3.3
KOMPONENTEN
PHOTOVOLTAISCHER
SYSTEME
.
128
3.3.1
ENERGIESPEICHER
.
129
3.3.2
MPP-REGELUNG
.
131
3.3.3
WECHSELRICHTER
.
134
3.3.3.1
BAUARTEN
VON
WECHSELRICHTERN
.
135
3.3.3.2
ERGEBNISSE
VON
UNTERSUCHUNGEN
AN
WECHSELRICHTERN
.138
3.3.4
LADEREGLER
.
142
3.4
AUSLEGUNGSKRITERIEN
FUER
PHOTOVOLTAISCHE
KLEINSYSTEME
.
143
3.4.1
PRINZIPIELLER
AUFBAU
VON
PHOTOVOLTAISCHEN
KLEINSYSTEMEN
.
144
3.4.2
RANDBEDINGUNGEN
FUER
DIE
SYSTEMUNTERSUCHUNGEN
.
150
3.4.3
VERFUEGBARE
SONNENEINSTRAHLUNG
ABHAENGIG
VOM
NACHFUEHRSYSTEM
.
152
3.4.4
KENNGROESSEN
ZUR
BEURTEILUNG
EINER
PHOTOVOLTAIK-ANLAGE
.
157
3.4.5
EINFLUSS
DES
NACHFUEHRSYSTEMS
.
158
3.4.6
NENNLEISTUNG
UND
BATTERIEGROESSE
.
161
3.4.7
ANPASSUNG
DER
BATTERIE-NENNSPANNUNG
AN
DIE
SOLARZELLENSPANNUNG
.
165
3.4.8
EINFLUSS
DER
WIEDEREINSCHALTSPANNUNG
.
167
3.4.9
EINFLUSS
DES
LEISTUNGSGANGS
DES
VERBRAUCHERS
.
168
3.5
BEISPIELE
FUER
PHOTOVOLTAISCHE
ANLAGEN
.
172
3.5.1
RAPPENECKER
HOF
.
172
3.5.2
PHOTOVOLTAIKKRAFTWERK
KOBERN-OONDORF
DES
RWE
.
175
3.6
KOSTEN
VON
SOLARKRAFTWERKEN
.
180
4
NUTZUNG
DER
WASSERKRAFT
.
182
4.1
BEGRIFFSBESTIMMUNG
UND
ENERGIEANGEBOT
.
182
4.2
TURBINEN
FUER
WASSERKRAFTWERKE
.
184
4.3
SCHUTZ
DER
TURBINE
.
189
4.4
NUTZUNG
DER
POTENTIELLEN
UND
KINETISCHEN
ENERGIE
DER
BINNENGEWAESSER
.
190
4.4.1
IM
WASSER
GESPEICHERTE
MECHANISCHE
ENERGIE
.
190
4.4.2
LAUFKRAFTWERKE
.
192
4.4.3
SPEICHERKRAFTWERKE
.
196
4.4.4
PUMPSPEICHERKRAFTWERKE
.
198
4.4.5
KRAFTWERKSKETTEN
.
199
4.5
NUTZUNG
DER
MEERESENERGIE
.
200
4.5.1
GEZEITENKRAFTWERKE
.
201
4.5.2
WELLENKRAFTWERKE
.
5
NUTZUNG
DER
WINDENERGIE
.
204
5.1
BEGRIFFSBESTIMMUNGEN
UND
ENERGIEANGEBOT
.
304
5.2
GRUNDLAGEN
DER
WINDENERGIENUTZUNG
FUER
STATIONAERE
WINDKRAFTANLAGEN
.
210
5.2.1
RANDBEDINGUNGEN
FUER
DIE
NUTZUNGSMOEGLICHKEITEN
DER
WINDENERGIE
DURCH
WINDKRAFTANLAGEN
.
210
5.2.2
WINDLEISTUNG
.
211
5
I2.
2.1
IM
WIND
GESPEICHERTE
LEISTUNG
.
211
5.2.2.2
THEORETISCHE
GRENZE
DER
NUTZBAREN
LEISTUNG
.
212
5.2.2.3
WIDERSTANDSPRINZIP
FUER
WINDKRAFTANLAGEN
.
215
5.2.2.4
AUFTRIEBSPRINZIP
FUER
WINDKRAFTANLAGEN
.
218
5.2.3
TECHNISCHE
EINSCHRAENKUNGEN
DER
WINDENERGIENUTZUNG
.
221
5.3
KONZEPTIONEN
DER
ENERGIEWANDLUNG
BEI
WINDKRAFTANLAGEN
226
5.4
ANWENDUNGSBEISPIELE
VON
WINDKRAFTANLAGEN
.
230
5.4.1
LANGSAMLAEUFER
.
230
5.4.2
SCHNELLAEUFER
.
231
5.4.2.1
SCHNELLAEUFER
MIT
HOHER
LEISTUNG
.
231
5.4.2.2
SCHNELLAEUFER
MIT
NIEDRIGER
LEISTUNG
.
236
5.5
INSTALLIERTE
WINDKRAFTANLAGEN
IN
DER
BUNDESREPUBLIK
.
239
5.5.1
IN
BETRIEB
BEFINDLICHE
WINDKRAFTANLAGEN
.
239
5.5.2
WINDKRAFTANLAGEN
IN
BAU
UND
PLANUNG
.
240
5.6
BEISPIELE
FUER
BETRIEBSERFAHRUNGEN
MIT
WINDKRAFTANLAGEN
.
241
5.6.1
AUFSTELLUNGSORTE
DER
UNTERSUCHTEN
ANLAGEN
.
241
5.6.2
ALLGEMEINE
BETRIEBSERFAHRUNGEN
.
243
5.6.3
ZUSAMMENHANG
VON
ENERGIEERZEUGUNG
UND
-VERBRAUCH
IM
ZEITGANG
.
244
6
ENERGETISCHE
VERWERTUNG
VON
BIOMASSE,
REST
UND
ABFALLSTOFFEN
.
247
6.1
BEGRIFFSBESTIMMUNGEN
UND
ENERGIEANGEBOT
.
247
6.2
ERZEUGUNG
GASFOERMIGER
BRENNSTOFFE
.
248
6.2.1
ALLGEMEINES
.
248
6.2.2
BIOLOGISCHE
UMWANDLUNG
VON
BIOMASSE
IN
GASFOERMIGE
ENERGIETRAEGER
.
249
6.2.2.1
PROZESSE
BEI
DER
BIOLOGISCHEN
GASERZEUGUNG
.
249
6.2.2.2
AUFBAU
DER
BIOGASANLAGEN
.
250
6.2.2.2.1
SYSTEME
MIT
DISKONTINUIERLICHER
BESCHICKUNG
.
250
6.2.2.2.2
SYSTEME
MIT
KONTINUIERLICHER
BESCHICKUNG
.
252
6.2.2.2.3
BAKTERIEN
.
252
6.2.2.2.4
WEITERE
KOMPONENTEN
DER
BIOGASANLAGEN
.
254
6.2.2.3
EIGENSCHAFTEN
UND
KENNWERTE
DER
BIOGASANLAGEN
.
255
6.2.3
DEPONIEGASANLAGEN
.
256
6.2.3.1
PROZESSE
DER
GASENTSTEHUNG
.
256
6.2.3.2
AUFBAU
VON
DEPONIEGASANLAGEN
.
258
6.2.4
THERMISCHE
UMWANDLUNG
VON
BIOMASSE
IN
GASFOERMIGE
ENERGIETRAEGER
.
259
6.3
ERZEUGUNG
FESTER
BRENNSTOFFE
.
261
6.4
ERZEUGUNG
FLUESSIGER
BRENNSTOFFE
.
262
6.5
NUTZUNGSMOEGLICHKEITEN
REGENERATIVER
BRENNSTOFFE
.
264
6.5.1
PRINZIPIELLE
MOEGLICHKEITEN
.
264
6.5.2
FESTBRENNSTOFF-FEUERUNGEN
.
265
6.5.2.1
OFEN
UND
KESSEL
MIT
DISKONTINUIERLICHER
BRENNSTOFFZUFUEHRUNG
.
265
6.5.2.2
OFEN
UND
KESSEL
MIT
KONTINUIERLICHER
BRENNSTOFFZUFUEHRUNG
.
266
6.5.2.3
KENNWERTE
.
266
6.5.3
BLOCKHEIZKRAFTWERKE
.
267
6.5.3.1
BAUTEILE
.
268
6.5.3.2
SYSTEMAUSLEGUNG
.
269
6.5.3.3
KENNWERTE
.
269
7
GEOTHERMIE
.
272
8
EINBINDUNG
REGENERATIVER
ENERGIEQUELLEN
IN
DIE
ENERGIEVERSORGUNG
.
273
8.1
PROBLEMATIK
DER
EINBINDUNG
.
273
8.2
ENERGIESPEICHERUNG
.
274
8.2.1
SCHWUNGRADSPEICHER
.
274
8.2.2
SUPRALEITENDE
MAGNETFELDSPEICHER
.
276
8.3
WASSERSTOFFSYSTEME
.
281
8.3.1
EINFUEHRUNG
.
281
8.3.2
KOMPONENTEN
EINES
WASSERSTOFFSYSTEMS
.
282
8.3.2.1
ELEKTROLYSEURE
.
282
8.3.2.2
VERFLUESSIGER
FUER
WASSERSTOFF
.
284
8.3.2.3
WASSERSTOFFTRANSPORT
.
284
8.3.2.4
SPEICHERUNG
VON
WASSERSTOFF
.
286
8.3.3
ENERGETISCHE
NUTZUNG
VON
WASSERSTOFF
.
287
8.4
GEDANKEN
ZU
KONZEPTVARIANTEN
ZUR
ENDENERGIEVERSORGUNG
MIT
PHOTOVOLTAISCHER
ENERGIE
.
289
9
VERGLEICHENDE
WERTUNG
.
294
9.1
VERFUEGBARKEIT
UND
AUSNUTZUNGSDAUER
.
294
9.2
FLAECHENBEDARF
.
296
9.3
MATERIALBEDARF
UND
KUMULIERTER
ENERGIEVERBRAUCH
ZUR
HERSTELLUNG
UND
ZUM
BETRIEB
DER
ANLAGEN
.
298
9.3.1
AMORTISATIONSZEIT,
ERNTEFAKTOR,
GESAMTERNTEFAKTOR
.
299
9.3.2
MATERIALBEDARF
UND
KUMULIERTER
HERSTELLUNGSAUFWAND
.
300
9.3.3
QUERVERGLEICH
VON
ENERGETISCHEN
KENNZAHLEN
REGENE
RATIVER
UND
KONVENTIONELLER
STROMERZEUGUNGSANLAGEN
.
303
9.4
KOSTEN
VON
NUTZUNGSSYSTEMEN
REGENERATIVER
UND
KONVENTIONELLER
ENERGIETRAEGER
.
305
9.4.2
KOSTENABSCHAETZUNG
VON
SYSTEMEN
ZUR
RAUMHEIZUNG
.
307
9.4.3
KOSTENABSCHAETZUNG
VON
SYSTEMEN
ZUR
SOLAREN
WASSERERWAERMUNG
.
308
9.4.4
KOSTENABSCHAETZUNG
VON
SYSTEMEN
ZUR
BRENNSTOFF
ERZEUGUNG
AUS
BIOMASSE
.
309
9.5
KOSTENBETRACHTUNGEN
BEI
DER
BIVALENTEN
STROMERZEUGUNG
AUS
REGENERATIVEN
UND
KONVENTIONELLEN
ENERGIETRAEGERN
.
310
10
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICKE
.
316
11
LITERATURVERZEICHNIS
.
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