Verfügbarkeit: Erneuerbare Energien

Erneuerbare Energien: Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte

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Bibliographische Detailangaben
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Berlin [u.a.] Springer 1997
Ausgabe:	2. Aufl.
Schlagworte:	Regionale Differenzierung Produktionspotential Erneuerbare Energien Deutschland
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XXIV, 540 S. Ill., graph. Darst., Kt.
ISBN:	3540632190

Internformat

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Datensatz im Suchindex

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adam_text	INHALTSUEBERSICHT 1 EINFUEHRUNG UND AUFBAU . 1 1.1 ENERGIESYSTEM DEUTSCHLAND . 1 1.2 AUFBAU, VORGEHEN UND DEFINITIONEN . 7 1.3 KONVENTIONELLE VERGLEICHSSYSTEME . 9 2 GRUNDLAGEN DES REGENERATIVEN ENERGIEANGEBOTS .43 2.1 ENERGIEBILANZ DER ERDE . 43 2.2 SOLARE STRAHLUNG . 52 2.3 WINDENERGIE . 65 2.4 LAUF UND SPEICHERWASSERANGEBOT . 78 2.5 PHOTOSYNTHETISCH FIXIERTE ENERGIE . 91 2.6 ERDWAERME . 101 3 SOLARTHERMISCHE WAERMENUTZUNG . 111 3.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 111 3.2 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG PASSIVER SOLARENERGIENUTZUNG . 118 3.3 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG AKTIVER SOLARENERGIENUTZUNG . 124 3.4 POTENTIALE UND NUTZUNG . 160 3.5 KOSTEN . 166 3.6 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN . 173 4 PHOTOVOLTAISCHE STROMERZEUGUNG . 177 4.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 177 4.2 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG . 186 4.3 POTENTIALE UND NUTZUNG . 226 4.4 KOSTEN . 232 4.5 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN . 237 5 STROMERZEUGUNG AUS WINDENERGIE . 239 5.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 239 5.2 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG . 245 5.3 POTENTIALE UND NUTZUNG . 281 5.4 KOSTEN . 287 5.5 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN . 294 X INHALTSUEBERSICHT 6 STROMERZEUGUNG AUS WASSERKRAFT . 297 6.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 297 6.2 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG . 301 6.3 POTENTIALE UND NUTZUNG . 329 6.4 KOSTEN . 336 6.5 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN . 341 7 ERDWAERMENUTZUNG . 345 7.1 OBERFLAECHENNAHE ERDWAERMENUTZUNG . 345 7.2 HYDROTHERMALE ERDWAERMENUTZUNG . 371 7.3 ERDWAERMENUTZUNG MIT TIEFEN ERDWAERMESONDEN . 403 7.4 NUTZUNG HEISSER, TROCKENER GESTEINSSCHICHTEN . 412 8 ZUSAMMENFASSENDER VERGLEICH . 427 8.1 BEREITSTELLUNG ELEKTRISCHER ENERGIE . 427 8.2 BEREITSTELLUNG THERMISCHER ENERGIE . 441 ANHANG I: STROMERZEUGUNG MIT SOLARTHERMISCHEN KRAFTWERKEN . 467 AI. 1 GRUNDPRINZIP UND EINTEILUNG . 467 AL2 SOLARTURMKRAFTWERKE . 469 AI.3 DISH/STIRLING UND DISH/BRAYTON-SYSTEME . 479 AI.4 PARABOLRINNENKRAFTWERKE . 487 AI.5 AUFWINDKRAFTWERKE . 491 AI.6 BEDEUTUNG SOLARTHERMISCHER KRAFTWERKE FUER DEUTSCHLAND . 495 ANHANG II: ENERGETISCHE NUTZUNG VON BIOMASSE . 499 AII.L AUFBAU TYPISCHER BEREITSTELLUNGSKETTEN . 499 AII.2 WANDLUNGSMOEGLICHKEITEN IN END BZW. NUTZENERGIE . 502 ANHANG III: ENERGIEEINHEITEN . 505 LITERATUR . 507 SACHVERZEICHNIS . 527 INHALTSVERZEICHNIS 1 EINFUEHRUNG UND AUFBAU . 1 M ARTIN K ALTSCHMITT , T ORSTEN M ARHEINEKE 1.1 ENERGIESYSTEM DEUTSCHLAND . 1 1.1.1 PRIMAER UND ENDENERGIEVERBRAUCH . 2 1.1.2 VERBRAUCH AN ELEKTRISCHER ENERGIE . 5 1.2 AUFBAU, VORGEHEN UND DEFINITIONEN . 7 1.2.1 ENERGIEBEGRIFFE . 8 1.2.2 ERNEUERBARE ENERGIEQUELLEN . 11 1.2.3 UNTERSUCHTE MOEGLICHKEITEN . 12 1.2.4 AUFBAU UND VORGEHEN . 13 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN (13); SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG (13); POTENTIALE UND NUTZUNG (24); KOSTEN (28); TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN (30) 1.3 KONVENTIONELLE VERGLEICHSSYSTEME . 30 1.3.1 RANDBEDINGUNGEN . 30 1.3.2 TECHNIKEN ZUR STROMBEREITSTELLUNG . 33 RAHMENANNAHMERI (33); MATERIAL-, ENERGIE-, EMISSIONSBILANZEN UND FLAECHENBINDUNG (35); KOSTEN (36) 1.3.3 TECHNIKEN ZUR WAERMEBEREITSTELLUNG . 37 RAHMENANNAHMEN (37); MATERIAL-, ENERGIE UND EMISSIONSBILANZEN (39); KOSTEN (40) 2 GRUNDLAGEN DES REGENERATIVEN ENERGIEANGEBOTS .43 2.1 ENERGIEBILANZ DER ERDE . 43 A NDREAS W IESE 2.1.1 ENERGIEQUELLEN . 43 SONNE (43); ERDWAERME (46); PLANETENGRAVITATION UND -BEWEGUNG (47) 2.1.2 ATMOSPHAERE . 48 2.1.3 BILANZ DER ENERGIESTROEME . 49 2.2 SOLARE STRAHLUNG . 52 M ARTIN K ALTSCHMITT 2.2.1 GRUNDLAGEN DES SOLAREN STRAHLUNGSANGEBOTS . 52 OPTISCHE FENSTER (52); STRAHLUNGSSCHWAECHUNG (52); STRAHLUNGSSPEKTRUM (53); DIREKT-, DIFFUS UND GLOBALSTRAHLUNG (54); DIREKTSTRAHLUNG AUF GENEIGTE, AUSGERICHTETE FLAECHEN (55); DIFFUSSTRAHLUNG AUF GENEIGTE, AUSGERICHTETE FLAECHEN (56); REFLEXIONSSTRAHLUNG AUF GENEIGTE, AUSGERICHTETE FLAECHEN (57); GLOBALSTRAHLUNG AUF GENEIGTE, AUSGERICHTETE FLAECHEN (57) XII INHALTSVERZEICHNIS 2.2.2 RAEUMLICHE UND ZEITLICHE ANGEBOTSCHARAKTERISTIK . 58 STRAHLUNGSMESSUNG (58); STRAHLUNGSVERTEILUNG (59); ZEITLICHE VARIATIONEN (59) 2.3 WINDENERGIE . 65 A NDREAS W IESE 2.3.1 GRUNDLAGEN DER WINDENTSTEHUNG . 65 MECHANISMEN (65); GLOBALE LUFTZIRKULATIONSSYSTEME (67); LOKALE LUFT ZIRKULATIONSSYSTEME (68); WINDLEISTUNG (70) 2.3.2 RAEUMLICHE UND ZEITLICHE ANGEBOTSCHARAKTERISTIK . 71 WINDRICHTUNGS UND -GESCHWINDIGKEITSMESSUNG (71); WINDVERTEILUNG (71); ZEITLICHE VARIATIONEN (73); HAEUFIGKEITSVERTEILUNG (76) 2.4 LAUF UND SPEICHERWASSERANGEBOT . 78 K LAUS J ORDE , M ARTIN K ALTSCHMITT 2.4.1 GRUNDLAGEN DES WASSERANGEBOTS . 78 WASSERVORRAETE DER ERDE (78); WASSERKREISLAUF (78); NIEDERSCHLAG (80); VOM NIEDERSCHLAG ZUM ABFLUSS (80); LEISTUNG UND ARBEITSVERMOEGEN DES WASSERS (82) 2.4.2 RAEUMLICHE UND ZEITLICHE ANGEBOTSCHARAKTERISTIK . 84 MESSUNG WASSERTECHNISCHER GROESSEN (84); NIEDERSCHLAGSVERTEILUNG UND -VARIATIONEN (85); FLUSSSYSTEME, ABFLUSSHOEHE UND -VERLAUF (88); SPEICHER (90) 2.5 PHOTOSYNTHETISCH FIXIERTE ENERGIE . 91 I RIS L EWANDOWSKI 2.5.1 PRODUKTION ORGANISCHER MASSE DURCH PHOTOSYNTHESE . 91 AUFBAU UND ZUSAMMENSETZUNG DER PFLANZE (91); PHOTOSYNTHESE (92); EINFLUSS VERSCHIEDENER WACHSTUMSFAKTOREN (94) 2.5.2 RAEUMLICHE UND ZEITLICHE ANGEBOTSCHARAKTERISTIK . 98 RAEUMLICHE ANGEBOTSCHARAKTERISTIK (98); ZEITLICHE ANGEBOTSCHARAKTERISTIK (99) 2.6 ERDWAERME . 101 J OERG B AUMGARTNER , F RITZ R UMMEL , E RNST H UENGES , M ARTIN K ALTSCHMITT 2.6.1 GRUNDLAGEN . 101 ERDAUFBAU (101); TEMPERATURGRADIENT (102); WAERMEINHALT UND VERTEILUNG DER QUELLEN IN DER ERDE (103); TERRESTRISCHE WAERMESTROMDICHTE (103); WAERMEBILANZ AN DER ERDOBERFLAECHE (104); GEOTHERMISCHE SYSTEME UND RESSOURCEN (105) 2.6.2 RAEUMLICHE UND ZEITLICHE ANGEBOTSCHARAKTERISTIK . 107 TEMPERATURVERTEILUNG IM FLACHEN UNTERGRUND (107); TEMPERATURVERTEILUNG IM TIEFEN UNTERGRUND (108); ZEITLICHE ABHAENGIGKEIT (109) 3 SOLARTHERMISCHE WAEIRNENUTZUNG . 111 A NDREAS W IESE , W OLFGANG S TREICHER , M ARTIN K ALTSCHMITT , A LFRED K ERSCHBERGER , H ORST K UESGEN 3.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 111 3.1.1 ABSORPTION, EMISSION UND TRANSMISSION . 111 3.1.2 OPTISCHE EIGENSCHAFTEN VON ABSORBERN . 112 3.1.3 OPTISCHE EIGENSCHAFTEN VON ABDECKUNGEN . 113 3.1.4 ENERGIEBILANZ . 114 ALLGEMEINE ENERGIEBILANZ (114); ENERGIEBILANZ DES KOLLEKTORS (114) 3.1.5 WIRKUNGSGRAD UND SOLARER DECKUNGSGRAD . 117 INHALTSVERZEICHNIS XIII 3.2 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG PASSIVER SOLARENERGIENUTZUNG . 118 3.2.1 DEFINITIONEN . 118 3.2.2 FUNKTIONALE SYSTEME . 119 DIREKTGEWINNSYSTEME (119); INDIREKTE GEWINNSYSTEME (119); ABGEKOPPEITE SYSTEME (120) 3.2.3 SYSTEMKOMPONENTEN . 121 VERSCHATTUNGSEINRICHTUNGEN (121); TRANSPARENTE ABDECKUNGEN (122); ABSORBER UND SPEICHER (124) 3.3 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG AKTIVER SOLARENERGIENUTZUNG . 124 3.3.1 KOLLEKTOREN . 124 BAUTEILE VON KOLLEKTOREN (125); MONTAGE (127); KOLLEKTORBAUARTEN UND ANWENDUNGSBEREICHE (127); TECHNISCHE DATEN UND KENNLINIEN (130); KOLLEKTORVERSCHALTUNG (132) 3.3.2 WEITERE SYSTEMELEMENTE SOLARTHERMISCHER ANLAGEN . 133 SPEICHER (133); MESS UND REGELEINRICHTUNGEN (137); WAERMETRAEGERMEDIUM (138); LEITUNGEN (139); WAERMETAUSCHER (139); PUMPEN (140) 3.3.3 VERLUSTMECHANISMEN UND WIRKUNGSGRADE . 140 ENERGIEWANDLUNGSKETTE (140); GESAMTSYSTEMVERLUSTE (141) 3.3.4 ANLAGENKONZEPTE . 142 ANLAGEN OHNE UMLAUF (142); OFFENES NATURUMLAUFSYSTEM (143); GESCHLOS SENES NATURUMLAUFSYSTEM (144); OFFENES ZWANGSUMLAUFSYSTEM (144); GESCHLOSSENES ZWANGSUMLAUFSYSTEM (144) 3.3.5 ANWENDUNGEN SOLARTHERMISCHER ANLAGEN . 145 SOLARE FREIBADBEHEIZUNG (145); DEZENTRALE KLEINANLAGEN (146); SOLARE NAHWAERMESYSTEME (148); SONSTIGE ANWENDUNGEN (150) 3.3.6 MATERIAL-, ENERGIE UND EMISSIONSBILANZEN . 151 DEFINITION VON VERSORGUNGSAUFGABE UND REFERENZTECHNIKEN (151); BILANZEN DER SOLARTHERMISCHEN WAERMENUTZUNG (154); BILANZEN DES VERSORGUNGSSYSTEMS (157) 3.3.7 WEITERE UMWELTEFFEKTE UND SONSTIGE ASPEKTE . 159 3.4 POTENTIALE UND NUTZUNG . 160 3.4.1 POTENTIALE . 160 PASSIVE SOLARENERGIENUTZUNG (160); AKTIVE SOLARTHERMISCHE SYSTEME (160) 3.4.2 NUTZUNG . 165 PASSIVE SOLARENERGIENUTZUNG (165); AKTIVE SOLARTHERMISCHE SYSTEME (165) 3.5 KOSTEN . 166 3.5.1 INVESTITIONEN UND BETRIEBSKOSTEN . 167 PASSIVE SOLARENERGIENUTZUNG (167); AKTIVE SOLARTHERMISCHE SYSTEME (167) 3.5.2 WAERMEGESTEHUNGSKOSTEN . 170 PASSIVE SOLARENERGIENUTZUNG (170); AKTIVE SOLARTHERMISCHE SYSTEME (171) 3.6 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN . 173 PASSIVE SOLARENERGIENUTZUNG (173); AKTIVE SOLARTHERMISCHE SYSTEME (173) XIV INHALTSVERZEICHNIS 4 PHOTOVOLTAISCHE STROMERZEUGUNG . 177 M ARTIN K ALTSCHMITT , F RITZ P FISTERER , A NDREAS W IESE , D IRK H ARTMANN 4.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 177 4.1.1 BAENDERMODELL . 177 4.1.2 LEITER, HALBLEITER UND NICHTLEITER . 178 LEITER (178); NICHTLEITER (179); HALBLEITER (179) 4.1.3 LEITUNGSMECHANISMEN IN HALBLEITERN . 179 EIGENLEITUNG (179); STOERSTELLENLEITUNG (180) 4.1.4 PHOTOEFFEKT . 182 AEUSSERER PHOTOEFFEKT (182); INNERER PHOTOEFFEKT (182) 4.1.5 DER P-N-UEBERGANG . 183 4.1.6 DER PHOTOVOLTAISCHE EFFEKT . 184 4.2 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG . 186 4.2.1 DIE PHOTOVOLTAIK ODER SOLARZELLE . 186 PRINZIPIELLER AUFBAU UND ERSATZSCHALTBILD (186); KENNLINIE (186); WIRKUNGSGRAD UND VERLUSTE (189); ZELLENTYPEN (191) 4.2.2 SYSTEMELEMENTE EINER PHOTOVOLTAIKANLAGE . 197 SOLARMODUL (197); WECHSELRICHTER (199); AUFSTAENDERUNG (205); SONSTIGE KOMPONENTEN (206) 4.2.3 ENERGIEWANDLUNGSKETTE, VERLUSTE UND LEISTUNGSKENNLINIE . . 206 ENERGIEWANDLUNGSKETTE (206); VERLUSTE (207); LEISTUNGSKENNLINIE (208) 4.2.4 ANLAGENKONZEPTE UND ANWENDUNGSBEREICHE . 209 INSELSYSTEME (210); NETZGEKOPPELTE ANLAGEN (211) 4.2.5 KAPAZITAETSEFFEKTE . 212 4.2.6 MATERIAL-, ENERGIE-, EMISSIONSBILANZEN UND FLAECHENBINDUNG 214 DEFINITION VON REFERENZTECHNIKEN (215); BILANZEN DER PHOTOVOLTAISCHEN STROMERZEUGUNG (216); DEFINITION EINER VERSORGUNGSAUFGABE (221); BILANZEN DES VERSORGUNGSSYSTEMS (221) 4.2.7 WEITERE UMWELTEFFEKTE UND SONSTIGE ASPEKTE . 224 4.3 POTENTIALE UND NUTZUNG . 226 4.3.1 POTENTIALE . 226 THEORETISCHES POTENTIAL (226); TECHNISCHE STROMERZEUGUNGSPOTENTIALE (227); SUBSTITUIERBARE ENDENERGIE (228); TECHNISCHE PRIMAERENERGIEPOTENTIALE (230) 4.3.2 NUTZUNG . 230 4.4 KOSTEN . 232 4.4.1 INVESTITIONEN UND BETRIEBSKOSTEN . 232 4.4.2 SPEZIFISCHE STROMGESTEHUNGSKOSTEN . 234 4.4.3 BACKUP-KOSTEN . 236 4.5 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN . 237 5 STROMERZEUGUNG AUS WINDENERGIE . 239 M ARTIN K ALTSCHMITT , A NDREAS W IESE , G ERT N IMZ , D IRK H ARTMANN 5.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 239 5.1.1 DER IDEALISIERTE ROTOR . 239 5.1.2 WIDERSTANDS UND AUFTRIEBSPRINZIP . 241 WIDERSTANDSPRINZIP (241); AUFTRIEBSPRINZIP (243) INHALTSVERZEICHNIS XV 5.2 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG . 245 5.2.1 BAUFORMEN . 245 5.2.2 SYSTEMELEMENTE VON HORIZONTALACHSENKONVERTEM . 246 ROTOR (246); GETRIEBE (251); GENERATOR (252); WINDRICHTUNGSNACHFUEHRUNG (254); TURM (254); FUNDAMENT (255); NETZANSCHLUSS (255) 5.2.3 ENERGIEWANDLUNGSKETTE, VERLUSTE UND LEISTUNGSKENNLINIE . . 258 ENERGIEWANDLUNGSKETTE (258); VERLUSTE (258); LEISTUNGSKENNLINIE (261) 5.2.4 LEISTUNGSREGELUNG . 262 STALL-REGELUNG (263); PITCH-REGELUNG (264) 5.2.5 WINDPARKS . 266 5.2.6 KAPAZITAETSEFFEKTE . 269 5.2.7 MATERIAL-, ENERGIE-, EMISSIONSBILANZEN UND FLAECHENBINDUNG 271 DEFINITION VON REFERENZTECHNIKEN (271); BILANZEN EINER WINDTECHNISCHEN STROMERZEUGUNG (272); DEFINITION EINER VERSORGUNGSAUFGABE (276); BILANZEN DES VERSORGUNGSSYSTEMS (276) 5.2.8 WEITERE UMWELTEFFEKTE UND SONSTIGE ASPEKTE . 279 5.3 POTENTIALE UND NUTZUNG . 281 5.3.1 POTENTIALE . 281 THEORETISCHES POTENTIAL (281); TECHNISCHE STROMERZEUGUNGSPOTENTIALE (281); SUBSTITUIERBARE ENDENERGIE (285); TECHNISCHE PRIMAERENERGIEPOTENTIALE (286) 5.3.2 NUTZUNG . 286 5.4 KOSTEN . 287 5.4.1 INVESTITIONEN UND BETRIEBSKOSTEN . 287 5.4.2 SPEZIFISCHE STROMGESTEHUNGSKOSTEN . 290 5.4.3 BACKUP-KOSTEN . 293 5.5 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN . 294 6 STROMERZEUGUNG AUS WASSERKRAFT . 297 K LAUS J ORDE , M ARTIN K ALTSCHMITT , D IRK H ARTMANN 6.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 297 SYSTEMAUFBAU (298); EINLAUF (298); DRUCKROHRLEITUNG (299); TURBINE (299); AUSLAUF (300); GESAMTSYSTEM (300) 6.2 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG . 301 6.2.1 SCHEMATISCHER AUFBAU . 301 6.2.2 SYSTEMATISIERUNG UND BAUFORMEN . 301 NIEDERDRUCKANLAGEN (302); MITTELDRUCKANLAGEN (305); HOCHDRUCK ANLAGEN (305) 6.2.3 SYSTEMKOMPONENTEN . 306 TURBINE (306); WELLENKUPPLUNG UND GETRIEBE (311); GENERATOREN (312); TRANSFORMATOR (312); STAUBAUWERK (312); TRIEBWASSERZULEITUNG (312); KRAFTHAUS (312) 6.2.4 INSEL UND NETZBETRIEB . 313 6.2.5 REGELUNG . 313 6.2.6 ENERGIEWANDLUNGSKETTE, VERLUSTE UND LEISTUNGSPLAN . 313 ENERGIEWANDLUNGSKETTE (313); VERLUSTE (314); BETRIEBSVERHALTEN UND LEISTUNGSPLAN (315) XVI INHALTSVERZEICHNIS 6.2.7 KAPAZITAETSEFFEKTE . 317 6.2.8 MATERIAL-, ENERGIE-, EMISSIONSBILANZEN UND FLAECHENBINDUNG 318 DEFINITION DER REFERENZTECHNIKEN (318); BILANZEN DER WASSERTECHNISCHEN STROMERZEUGUNG (319); DEFINITION EINER VERSORGUNGSAUFGABE (323); BILANZEN DES VERSORGUNGSSYSTEMS (324) 6.2.9 WEITERE UMWELTEFFEKTE UND SONSTIGE ASPEKTE . 326 STAUHALTUNGEN (327); BARRIERENWIRKUNG VON WEHR UND TURBINENAN LAGEN (327); MINDESTWASSERPROBLEMATIK BEI AUSLEITUNGSKRAFTWERKEN (328) 6.3 POTENTIALE UND NUTZUNG . 329 6.3.1 POTENTIALE . 329 THEORETISCHES POTENTIAL (329); TECHNISCHE STROMERZEUGUNGSPOTENTIALE (329); SUBSTITUIERBARE ENDENERGIE (331); TECHNISCHE PRIMAERENERGIEPOTENTIALE (331) 6.3.2 NUTZUNG . 332 6.3.3 WEITERGEHENDE NUTZUNGSMOEGLICHKEITEN . 334 NEUBAU WEITERER ANLAGEN (335); REAKTIVIERUNG, MODERNISIERUNG, UMBAU UND AUSBAU BESTEHENDER ANLAGEN (335); HEMMNISSE (336) 6.4 KOSTEN . 336 6.4.1 INVESTITIONEN UND BETRIEBSKOSTEN . 336 6.4.2 SPEZIFISCHE STROMGESTEHUNGSKOSTEN . 338 6.4.3 BACKUP-KOSTEN . 340 6.5 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN . 341 7 ERDWAERMENUTZUNG . 345 7.1 OBERFLAECHENNAHE ERDWAERMENUTZUNG . 345 R AINER L UX , M ARTIN K ALTSCHMITT , B URKHARD S ANNER 7.1.1 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG . 346 WAERMESAMMLER ERDGEKOPPELTER WAERMEPUMPEN (346); WAERMEPUMPE (352); WEITERE NUTZUNGSMOEGLICHKEITEN (356); ANLAGENBEISPIEL (357); MATERIAL-, ENERGIE UND EMISSIONSBILANZEN (358); UMWELTEFFEKTE (361) 7.1.2 POTENTIALE UND NUTZUNG . 364 POTENTIALE (364); NUTZUNG (366) 7.1.3 KOSTEN . 367 INVESTITIONEN (368); BETRIEBSKOSTEN (368); WAERMEGESTEHUNGSKOSTEN (368) 7.1.4 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN . 369 7.2 HYDROTHERMALE ERDWAERMENUTZUNG . 371 F RANK K ABUS , M ARTIN K ALTSCHMITT , M ARTIN K AYSER , P ETER S EIBT 7.2.1 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG . 371 UNTERTAGETEIL DES THERMALWASSERKREISLAUFS (371); UEBERTAGETEIL DES THERMALWASSERKREISLAUFS (375); EINKOPPLUNG IN VERSORGUNGSSYSTEME (381); MATERIAL-, ENERGIE UND EMISSIONSBILANZEN (383); UMWELTEFFEKTE (388) 7.2.2 POTENTIALE UND NUTZUNG . 389 POTENTIALE (389); NUTZUNG (394) 7.2.3 KOSTEN . 394 INVESTITIONEN (394); WAERMEGESTEHUNGSKOSTEN (397) 7.2.4 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN . 400 INHALTSVERZEICHNIS XVII 7.3 ERDWAERMENUTZUNG MIT TIEFEN ERDWAERMESONDEN . 403 M ARTIN K AYSER , M ARTIN K ALTSCHMITT 7.3.1 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG . 403 TECHNIK (403); UMWELTEFFEKTE (405) 7.3.2 POTENTIALE UND NUTZUNG . 406 POTENTIALE (406); NUTZUNG (408) 7.3.3 KOSTEN . 408 7.3.4 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN . . 410 7.4 NUTZUNG HEISSER, TROCKENER GESTEINSSCHICHTEN . 412 J OERG B AUMGAERTNER , O SKAR K APPELMEYER , M ARTIN K ALTSCHMITT , F RITZ R UMMEL 7.4.1 SYSTEMTECHNISCHE BESCHREIBUNG . 412 WAERMEAUSTAUSCHER IM GESTEIN (413); WAERMEBEREITSTELLUNG (417); STROMERZEUGUNG (417); UMWELTEFFEKTE (418) 7.4.2 POTENTIALE . 420 THEORETISCHES POTENTIAL (420); TECHNISCHES ANGEBOTSPOTENTIAL (420); TECHNISCHES NACHFRAGEPOTENTIAL (422) 7.4.3 KOSTEN . 423 7.4.4 TECHNISCHE UND WIRTSCHAFTLICHE ENTWICKLUNGSPERSPEKTIVEN . . 424 8 ZUSAMMENFASSENDER VERGLEICH . 427 8.1 BEREITSTELLUNG ELEKTRISCHER ENERGIE . 427 M ARTIN K ALTSCHMITT , A NDREAS W IESE 8.1.1 METEOROLOGISCHES ENERGIEANGEBOT . 428 ZEITLICHE ANGEBOTSVARIATIONEN (428); RAEUMLICHE ANGEBOTSVARIATIONEN (430) 8.1.2 TECHNISCHE KENNGROESSEN . 430 ANLAGENLEISTUNGEN (431); WIRKUNGS UND SYSTEMNUTZUNGSGRAD (433); TECHNISCHE VERFUEGBARKEIT (434); VOLLASTSTUNDEN (435) 8.1.3 STROMERZEUGUNGSCHARAKTERISTIK . 436 8.1.4 MATERIAL-, ENERGIE-, EMISSIONSBILANZEN UND FLAECHENBINDUNG 438 MATERIALBILANZEN (439); ENERGIEBILANZ (440); EMISSIONSBILANZEN (440); FLAECHENBINDUNG (442) 8.1.5 POTENTIALE UND NUTZUNG . 442 POTENTIALE (442); NUTZUNG (447) 8.1.6 KOSTEN . 448 STAND (448); VERGLEICH (450); AUSBLICK (451) 8.2 BEREITSTELLUNG THERMISCHER ENERGIE . 451 M ARTIN K AYSER , M ARTIN K ALTSCHMITT 8.2.1 NUTZBARES ENERGIEANGEBOT . 452 ZEITLICHE ANGEBOTSVARIATIONEN (452); RAEUMLICHE ANGEBOTSVARIATIONEN (454) 8.2.2 TECHNISCHE KENNGROESSEN . 455 ANLAGENLEISTUNGEN (456); TECHNISCHE VERFUEGBARKEIT (457) 8.2.3 MATERIAL-, ENERGIE UND EMISSIONSBILANZEN . 458 MATERIALBILANZEN (458); ENERGIEBILANZ (458); EMISSIONSBILANZEN (459) 8.2.4 POTENTIALE UND NUTZUNG . 461 POTENTIALE (461); NUTZUNG (463) 8.2.5 KOSTEN . 465 STAND (465); VERGLEICH (466); AUSBLICK (466) XVIII INHALTSVERZEICHNIS ANHANG I: STROMERZEUGUNG MIT SOLARTHERMISCHEN KRAFTWERKEN . 467 G ERHARD W EINREBE , D ORTE L AING ALI GRUNDPRINZIP UND EINTEILUNG . 467 PHYSIKALISCHES GRUNDPRINZIP (467); EINTEILUNG (468) AI.2 SOLARTURMKRAFTWERKE . 469 AI.2.1 KOMPONENTEN . 470 HELIOSTATENFELD (470); STRAHLUNGSEMPFAENGER (RECEIVER) (472); TURBOSATZ (475); STEUERUNG UND REGELUNG (475) AI.2.2 ANLAGEN . 475 SOLAR ONE (476); SOLAR TWO (476); PHOEBUS/TSA (477) AL3 DISH/STIRLING UND DISH/BRAYTON-SYSTEME . 479 AI.3.1 KOMPONENTEN . 480 PARABOL-KONZENTRATOR (DISH) (480); NACHFUEHRUNG (480); RECEIVER (481); STIRLINGMOTOR (483); GASTURBINE (484); STEUERUNG UND REGELUNG (485) AI.3.2 ANLAGEN . 485 ANLAGENKENNLINIE (485); AKTUELLE ENTWICKLUNGEN (486) AI.4 PARABOLRINNENKRAFTWERKE . 487 AI.4.1 KOMPONENTEN . 488 KOLLEKTOR (488); TURBINE (489) AL4.2 ANLAGEN . 489 ANLAGENKENNLINIE (491); AKTUELLE ENTWICKLUNGEN (491) AI.5 AUFWINDKRAFTWERKE . 491 AI.5.1 KOMPONENTEN . 492 KOLLEKTOR (492); TURM (494); TURBINE (494) AI.5. 2 ANLAGEN . 494 AI.6 BEDEUTUNG SOLARTHERMISCHER KRAFTWERKE FUER DEUTSCHLAND . 495 SOLARTURMKRAFTWERKE (495); DISH/STIRLING UND DISH/BRAYTON-ANLAGEN (496); PARABOLRINNENKRAFTWERKE (496); AUFWINDKRAFTWERKE (497) ANHANG II: ENERGETISCHE NUTZUNG VON BIOMASSE . 499 M ARTIN K ALTSCHMITT , T HOMAS S TELZER ALL. 1 AUFBAU TYPISCHER BEREITSTELLUNGSKETTEN . 499 AII.2 WANDLUNGSMOEGLICHKEITEN IN END BZW. NUTZENERGIE . 501 THERMOCHEMISCHE UMWANDLUNG (501); PHYSIKALISCH-CHEMISCHE UMWANDLUNG (502); BIOCHEMISCHE UMWANDLUNG (502) ANHANG III: ENERGIEEINHEITEN . 505 LITERATUR . 507 SACHVERZEICHNIS 527
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