Regenerative Energiesysteme: Technologie, Berechnung, Simulation ; mit 113 Tabellen und einer DVD
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Hanser
2011
|
| Ausgabe: | 7., aktualisierte Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 403 S. Ill., graph. Darst., Kt. 1 DVD-ROM (12 cm) |
| ISBN: | 9783446427327 |
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IMAGE 1
ENERGIE U N D KLIMASCHUTZ
.
13
DER BEGRIFF ENERGIE
.
13
ENTWICKLUNG DES ENERGIEBEDARFS
.
18
1.2.1 ENTWICKLUNG DES WELTENERGIEBEDARFS
.
18
1.2.2 ENTWICKLUNG DES ENERGIEBEDARFS IN DEUTSCHLAND
. 20
REICHWEITE KONVENTIONELLER ENERGIETRAEGER
.
23
.
DER TREIBHAUSEFFEKT 24
KERNENERGIE CONTRA TREIBHAUSEFFEKT
.
29
.
1.5.1 KERNSPALTUNG 29
1.5.2 KERNFUSION
.
33
NUTZUNG ERNEUERBARER ENERGIEN
.
33
1.6.1 GEOTHERMISCHE ENERGIE
.
35
1.6.2 PLANETENENERGIE
.
35
1.6.3 SONNENENERGIE
.
36
1.6.3.1 NUTZUNG DER DIREKTEN SONNENENERGIE . .
. 36
1.6.3.2 NUTZUNG DER INDIREKTEN SONNENENERGIE
. 39
KUENFTIGER ENERGIEBEDARF UND KLIMASCHUTZ
.
43
1.7.1 ENTWICKLUNG DES WELTWEITEN ENERGIEBEDARFS
. 43
1.7.2 INTERNATIONALER KLIMASCHUTZ
.
45
1.7.3 KLIMASCHUTZ IN DEUTSCHLAND
.
47
SONNENSTRAHLUNG
.
50
EINLEITUNG
.
50
DER FUSIONSREAKTOR SONNE
.
51
SONNENSTRAHLUNG AUF DER ERDE
.
55
BESTRAHLUNGSSTAERKE AUF DER HORIZONTALEN
.
60
SONNENPOSITION UND EINFALLSWINKEL
.
63
BESTRAHLUNGSSTAERKE AUF DER GENEIGTEN EBENE
.
67
2.6.1 DIREKTE STRAHLUNG AUF DER GENEIGTEN EBENE
. 67
2.6.2 DIFFUSE STRAHLUNG AUF DER GENEIGTEN EBENE
. 68
2.6.3 BODENREFLEXION
.
69
2.6.4 STRAHLUNGSGEWINN DURCH NEIGUNG ODER NACHFUEHRUNG
. 70
BERECHNUNG VON ABSCHATTUNGSVERLUSTEN
.
73
2.7.1 AUFNAHME DER UMGEBUNG
.
73
2.7.2 BESTIMMUNG DES DIREKTEN ABSCHATTUNGSGRADES
. 75
2.7.3 BESTIMMUNG DES DIFFUSEN ABSCHATTUNGSGRADES
. 76
2.7.4 GESAMTERMITTLUNG DER ABSCHATTUNGEN
. 77
2.7.5 OPTIMALER ABSTAND BEI AUFGESTAENDERTEN SOLARANLAGEN
. 78
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
SOLARSTRAHLUNGSMESSTECHNIK UND SONNENSIMULATOREN
. 81
2.8.1 MESSUNG DER GLOBALEN BESTRAHLUNGSSTAERKE
. 81
2.8.2 MESSUNG DER DIREKTEN UND DER DIFFUSEN BESTRAHLUNGSSTAERKE
. 83
2.8.3 KUENSTLICHE SONNEN
.
.83
NICHT KONZENTRIERENDE SOLARTHERRNIE
. 85
.
GRUNDLAGEN 85
SOLARTHERMISCHE SYSTEME
.
88
3.2.1 SOLARE SCHWIMMBADBEHEIZUNG
.
88
3.2.2 SOLARE TRINKWASSERERWAERMUNG
.
89
3.2.2.1 SCHWERKRAFT- ODER THERMOSIPHONANLAGEN
. 91
.
3.2.2.2 ANLAGEN MIT ZWANGSUMLAUF 92
3.2.3 SOLARE HEIZUNGSUNTERSTUETZUNG
.
94
3.2.4 REIN SOLARE HEIZUNG
.
95
3.2.5 SOLARE NAHWAERMEVERSORGUNG
.
96
3.2.6 SOLARES KUEHLEN
.
.97
SOLARKOLLEKTOREN
.
98
3.3.1 SPEICHERKOLLEKTOREN
.
99
.
3.3.2 FLACHKOLLEKTOREN 1 0 1
.
3.3.3 VAKUUMROEHRENKOLLEKTOREN 104
KOLLEKTORABSORBER
.
105
.
KOLLEKTORLEISTUNG UND KOLLEKTORWIRKUNGSGRAD 108
ROHRLEITUNGEN
.
113
3.6.1 LEITUNGSAUFHEIZVERLUSTE
.
115
3.6.2 ZIRKULATIONSVERLUSTE
.
116
SPEICHER
.
117
3.7.1 TRINKWASSERSPEICHER
.
118
3.7.2 SCHWIMMBECKEN
.
122
ANLAGENAUSLEGUNG
.
124
3.8.1 NUTZWAERMEBEDARF
.
124
3.8.2 SOLARER DECKUNGSGRAD UND NUTZUNGSGRAD
. 126
3.8.3 SOLARE TRINKWASSERANLAGEN
.
127
3.8.4 ANLAGEN ZUR SOLAREN HEIZUNGSUNTERSTUETZUNG
. 129
3.8.5 REIN SOLARE HEIZUNG 130
.
AUFWINDKRAFTWERKE
.
131
KONZENTRIERENDE SOLARTHERMIE
.
133
EINLEITUNG
.
133
KONZENTRATION VON SOLARSTRAHLUNG
.
-133
.
KONZENTRIERENDE KOLLEKTOREN 1 3 6
4.3.1 LINIENKOLLEKTOREN
.
137
4.3.1.1 KOLLEKTORARTEN UND KOLLEKTORGEOMETRIE
. 137
4.3.1.2 KOLLEKTORNUTZLEISTUNG UND KOLLEKTORWIRKUNGSGRAD
. 139
4.3.1.3 LAENGENAUSDEHNUNG
.
1 4 3
4.3.1.4 PARABOLRINNENKOLLEKTORFELDER
.
143
4.3.2 PUNKTKONZENTRATOREN
.
1 4 6
WAERMEKRAFTMASCHINEN
.
147
.
4.4.1 CARNOT-PROZESS 1 4 7
4.4.2 CLAUSIUS-RANKINE-PROZESS
.
147
4.4.3 JOULE-PROZESS
.
150
4.4.4 STIRLING-PROZESS
.
151
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS 9
KONZENTRIERENDE SOLARTHERMISCHE ANLAGEN
.
151
4.5.1 PARABOLRINNENKRAFTWERKE
.
151
4.5.2 SOLARTURMKRAFTWERKE
.
156
4.5.2.1 OFFENER VOLUMETRISCHER RECEIVER
. 157
4.5.2.2 DRUCK-RECEIVER
.
158
4.5.3 DISH-STIRLING-ANLAGEN
.
159
.
4.5.4 SONNENOEFEN UND SOLARCHEMIE 160
STROMIMPORT
.
161
PHOTOVOLTAIK
.
164
EINLEITUNG
.
164
FUNKTIONSWEISE VON SOLARZELLEN
.
166
5.2.1 ATOMMODELL NACH BOHR
.
166
5.2.2 PHOTOEFFEKT
.
167
5.2.3 FUNKTIONSPRINZIP EINER SOLARZELLE
.
169
HERSTELLUNG VON SOLARZELLEN UND SOLARMODULEN
. 176
.
5.3.1 SOLARZELLEN AUS KRISTALLINEM SILIZIUM 176
5.3.2 SOLARMODULE MIT KRISTALLINEN ZELLEN
.
180
5.3.3 SOLARZELLEN AUS AMORPHEM SILIZIUM
.
181
5.3.4 SOLARZELLEN AUS ANDEREN MATERIALIEN
.
182
ELEKTRISCHE BESCHREIBUNG VON SOLARZELLEN
.
183
5.4.1 EINFACHES ERSATZSCHALTBILD
.
183
5.4.2 ERWEITERTES ERSATZSCHALTBILD (EINDIODENMODELL)
. 184
.
5.4.3 ZWEIDIODENMODELL 186
5.4.4 ZWEIDIODENMODELL MIT ERWEITERUNGSTERM
. 187
5.4.5 WEITERE ELEKTRISCHE ZELLPARAMETER
.
188
5.4.6 TEMPERATURABHAENGIGKEIT
.
191
5.4.7 PARAMETERBESTIMMUNG
.
194
ELEKTRISCHE BESCHREIBUNG VON SOLARMODULEN
.
195
5.5.1 REIHENSCHALTUNG VON SOLARZELLEN
.
195
5.5.2 REIHENSCHALTUNG UNTER INHOMOGENEN BEDINGUNGEN
. 196
.
5.5.3 PARALLELSCHALTUNG VON SOLARZELLEN 200
5.5.4 TECHNISCHE DATEN VON SOLARMODULEN
. 201
SOLARGENERATOR UND LAST
.
202
5.6.1 WIDERSTANDSLAST
.
202
.
5.6.2 GLEICHSPANNUNGSWANDLER 203
.
5.6.3 TIEFSETZSTELLER 204
5.6.4 HOCHSETZSTELLER
.
207
5.6.5 WEITERE GLEICHSPANNUNGSWANDLER
. 208
5.6.6 MPP-TRACKER
.
209
AKKUMULATOREN
.
211
5.7.1 AKKUMULATORARTEN
.
211
5.7.2 BLEIAKKUMULATOR
.
212
5.7.3 ANDERE AKKUMULATORTYPEN
.
216
5.7.4 AKKUMULATORSYSTEME
.
218
.
5.7.5 ANDERE SPEICHERMOEGLI~HKITEN 221
WECHSELRICHTER
.
222
.
5.8.1 WECHELRICHTERTECHNOLOI~ 222
5.8.1.1 RECHTECKWECHSELRICHTER
.
223
5.8.1.2 ANDERE WECHSELRICHTER
.
227
.
5.8.2 WECHSELRICHTER IN DER PHOTOVOLTAIK 227
IMAGE 4
10 INHALTSVERZEICHNIS
NEUE PHOTOVOLTAIKSYSTEME
.
231
PLANUNG UND AUSLEGUNG
.
233
5.10.1 INSELNETZSYSTEME
.
233
5.10.2 NETZGEKOPPELTE SYSTEME
.
236
W I N D K R A F T
.
239
EINLEITUNG
.
239
DARGEBOT VON WINDENERGIE
.
240
.
6.2.1 ENTSTEHUNG DES WINDES 240
.
6.2.2 ANGABE DER WINDSTAERKE 241
6.2.3 WINDGESCHWINDIGKEITSVERTEILUNGEN
.
242
6.2.4 EINFLUSS DER UMGEBUNG UND HOEHE
.
244
NUTZUNG DER WINDENERGIE
.
247
6.3.1 IM WIND ENTHALTENE LEISTUNG
.
247
6.3.2 WIDERSTANDSLAEUFER
.
249
.
6.3.3 AUFTRIEBSLAEUFER 251
BAUFORMEN VON WINDKRAFTANLAGEN
.
255
. 6.4.1
WINDKRAFTANLAGEN MIT VERTIKALER DREHACHSE 255
6.4.2 WINDKRAFTANLAGEN MIT HORIZONTALER DREHACHSE
. 256
.
6.4.2.1 ANLAGENAUFBAU 256
6.4.2.2 ROTORBLAETTER
.
257
6.4.2.3 WINDGESCHWINDIGKEITSBEREICHE
.
259
. 6.4.2.4
LEISTUNGSBEGRENZUNG UND STURMABSCHALTUNG 260
.
6.4.2.5 WINDNACHFUEHRUNG 262
6.4.2.6 TURM. FUNDAMENT. GETRIEBE UND GENERATOR
. 263
6.4.2.7 OFFSHORE-WINDKRAFTANLAGEN
.
2B4
ELEKTRISCHE MASCHINEN
.
265
6.5.1 ELEKTRISCHE WECHSELSTRORNRECHNUNG
. .266
6.5.2 DREHFELD
.
2B9
6.5.3 SYNCHRONMASCHINE
.
273
6.5.3.1 AUFBAU
.
273
6.5.3.2 ELEKTRISCHE BESCHREIBUNG
.
.274
6.5.3.3 SYNCHRONISATION
.
.277
6.5.4 ASYNCHRONMASCHINE
.
.277
6.5.4.1 AUFBAU UND BETRIEBSZUSTAENDE
.
277
6.5.4.2 ERSATZSCHALTBILDER UND STROMORTSKURVEN
. 279
6.5.4.3 LEISTUNGSBILANZ
.
281
6.5.4.4 DREHZAHL-DREHMOMENT-KENNLINIEN UND TYPISCHE GENERATORDATEN
.~. 282 ELEKTRISCHE ANLAGENKONZEPTE
.
.ZG4
6.6.1 ASYNCHRONGENERATOR MIT DIREKTER NETZKOPPLUNG
. .284
6.6.2 SYNCHRONGENERATOR MIT DIREKTER NETZKOPPLUNG
. 287
6.6.3 SYNCHRONGENERATOR MIT UMRICHTER UND ZWISCHENKREIS
. IG8
6.6.4 DREHZAHLREGELBARE ASYNCHRONGENERATOREN
. . 2 9 0
6.6.5 LNSELNETZANLAGEN 290
.
.
NETZBETRIEB 2G1
6.7.1 ANLAGENERTRAG 291
.
6.7.2 NETZANSCHLUSS
.
2G2
WASSERKRAFT
.
294
EINLEITUNG
.
294
DARGEBOT DER WASSERKRAFT
.
.ZG5
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS 11
WASSERKRAFTWERKE
.
299
7.3.1 LAUFWASSERKRAFTWERKE
.
299
7.3.2 SPEICHERWASSERKRAFTWERKE.
.
301
7.3.3 PUMPSPEICHERKRAFTWERKE
.
302
WASSERTURBINEN
.
305
7.4.1 TURBINENARTEN
.
305
7.4.1.1 KAPLAN-TURBINE UND ROHR-TURBINE
. 306
7.4.1.2 OSSBERGER-TURBINE
.
307
7.4.1.3 FRANCIS-TURBINE
.
307
7.4.1.4 PELTON-TURBINE
.
308
7.4.2 TURBINENWIRKUNGSGRAD
.
308
WEITERE TECHNISCHE ANLAGEN ZUR WASSERKRAFTNUTZUNG
. 310
7.5.1 GEZEITENKRAFTWERKE
.
310
7.5.2 MEERESSTROEMUNGSKRAFTWERKE
.
311
7.5.3 WELLENKRAFTWERKE
.
312
GEOTHERMIE
.
314
GEOTHERMIEVORKOMMEN
.
314
GEOTHERMISCHE HEIZWERKE
.
318
GEOTHERMISCHE STROMERZEUGUNG
.
319
8.3.1 KRAFTWERKSPROZESSE
.
319
8.3.2 GEOTHERMISCHE KRAFTWERKE
.
321
WAERMEPUMPEN
.
323
8.4.1 KOMPRESSIONS-WAERMEPUMPEN
.
323
8.4.2 ABSORPTIONS-WAERMEPUMPEN
.
325
8.4.3 ADSORPTIONS-WAERMEPUMPEN
.
326
8.4.4 EINSATZGEBIETE, PLANUNG UND ERTRAGSBERECHNUNG
. 327
NUTZUNG DER BIOMASSE
.
331
VORKOMMEN AN BIOMASSE
.
331
9.1.1 FESTE BIOENERGIETRAEGER
.
333
9.1.2 FLUESSIGE BIOENERGIETRAEGER
.
337
9.1.2.1 PFLANZENOEL
.
337
9.1.2.2 BIODIESEL
.
338
9.1.2.3 BIOALKOHOLE
.
338
9.1.2.4 BIOMASS-TO-LIQUID (BTL)-BRENNSTOFFE
. 339
9.1.3 GASFOERMIGE BIOENERGIETRAEGER
.
340
9.1.4 FLAECHENERTRAEGE UND UMWELTBILANZ
.
342
BIOMASSEANLAGEN
.
343
9.2.1 BIOMASSEHEIZUNGEN
.
343
9.2.2 BIOMASSEKRAFTWERKE
.
346
WASSERSTOFFERZEUGUNG. BRENNSTOFFZELLEN U N D METHANISIERUNG
. 347
WASSERSTOFFERZEUGUNG UND -SPEICHERUNG
.
347
BRENNSTOFFZELLEN
.
350
10.2.1 EINLEITUNG
.
350
10.2.2 BRENNSTOFFZELLENTYPEN
.
351
10.2.3 WIRKUNGSGRADE UND BETRIEBSVERHALTEN
. 354
METHANISIERUNG
.
356
IMAGE 6
12 INHALTSVERZEICHNIS
11 WIRTSCHAFTLICHKEITSBERECHNUNGEN
. 358
11.1 EINLEITUNG
.
358
11.2 ENERGIEGESTEHUNGSKOSTEN
.
359
11.2.1 BERECHNUNGEN OHNE KAPITALVERZINSUNG
. 359
11.2.1.1 SOLARTHERMISCHE ANLAGEN ZUR TRINKWASSERERWAERMUNG
. 360 11.2.1.2 SOLARTHERMISCHE
KRAFTWERKE
.
361
11.2.1.3 PHOTOVOLTAIKANLAGEN
.
362
11.2.1.4 WINDKRAFTANLAGEN
.
362
.
11.2.1.5 WASSERKRAFTANLAGEN 363
11.2.1.6 GEOTHERMIEANLAGEN
.
364
11.2.1.7 HOLZPELLETSHEIZUNGEN
.
365
11.2.2 BERECHNUNGEN MIT KAPITALVERZINSUNG
. 366
11.2.2.1 SOLARTHERMISCHE ANLAGEN ZUR TRINKWASSERERWAERMUNG
. 369
.
11.2.2.2 SOLARTHERMISCHE KRAFTWERKE 369
.
11.2.2.3 PH~TOVOLTAIKANLAGE~ 369
.
11.2.2.4 WINDKRAFTANLAGEN 370
. 11.2.3
VERGUETUNG FUER REGENERATIVE ENERGIEANLAGEN 370
11.2.4 ZUKUENFTIGE ENTWICKLUNG DER KOSTEN FUER REGENERATIVE ENERGIEN
. 370 11.2.5 KOSTEN KONVENTIONELLER
ENERGIESYSTEME
. 372
11.3 EXTERNE KOSTEN DES ENERGIEVERBRAUCHS
.
374
11.3.1 SUBVENTIONEN IM ENERGIEMARKT
.
374
11.3.2 AUSGABEN FUER FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
. 376
11.3.3 KOSTEN FUER UMWELT- UND GESUNDHEITSSCHAEDEN
. 377
11.3.4 SONSTIGE EXTERNE KOSTEN
.
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 3 7 8
11.3.5 INTERNALISIERUNG DER EXTERNEN KOSTEN
. 378
11.4 KRITISCHE BETRACHTUNG DER WIRTSCHAFTLICHKEITSBERECHNUNGEN
. 379
11.4.1 UNENDLICHE KAPITALVERMEHRUNG
.
380
11.4.2 DIE VERANTWORTUNG DES KAPITALS
.
381
12 SIMULATION U N D D I E DVD ZUM BUCH
. 383
12.1 ALLGEMEINES ZUR SIMULATION
.
'.383
12.2 DIE DVD ZUM BUCH 384
.
12.2.1 START UND UEBERBLICK
.
384
12.2.2 ABBILDUNGEN
.
385
12.2.3 SOFTWARE
.
385
12.2.4 VERMISCHTES 386
.
LITERATURVERZEICHNIS 388
.
SACHWORTVERZEICHNIS
.
3G4 |
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