Zusammenfassung
Wesentliche Bereiche der Elektrotechnik beschäftigen sich mit der Wandlung und Speicherung von Energie. Transformatoren transformieren Wechselspannungen, Generatoren wandeln mechanische Antriebsenergie in elektrische Energie und Motoren elektrische in mechanische Energie. Photovoltaikanlagen wandeln Sonnenenergie direkt in elektrische Energie. Zuerst werden Bauformen von Transformatoren und ihr Betriebsverhalten erläutert. Danach geht es um den Aufbau, die Wirkungsweise und das Betriebsverhalten von Drehstrom-Asynchron- und Drehstrom-Synchronmaschinen. Aufbauend auf der Darstellung der Vorgänge in der Solarzelle werden Solarmodule, Solargeneratoren und die photovoltaische Systemtechnik behandelt. Insbesondere werden die unterschiedlichen Wechselrichtertypen hinsichtlich ihrer Funktion und ihrer Wirkungsgrade ausführlich erläutert. Abschließend werden Prinzipien der elektrischen Energiespeicherung dargelegt und ein Überblick über die verschiedenen Technologien zur Speicherung elektrischer Energie gegeben. Dabei wird auch auf die Techniken zur Unterbrechungsfreien Stromversorgung eingegangen. Die Wandlung elektrischer Energie mit leistungselektronischen Schaltungen wird in Abschn. 3.4 in Zusammenhang mit der Halbleitertechnik beschrieben.
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Notes
- 1.
Wegen der zu beschreibenden Umwandlungen von verschiedenen Energieformen mit ihren zugehörigen Leistungen wird hier in Abschn. 4.5 die elektrische Wirkleistung \(p(t)\) mit \(p_{\mathrm{el}}(t)\) bezeichnet.
- 2.
Nicht zu verwechseln mit der Kapazität \(C\) eines Kondensators.
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Böker, A., Boggasch, E., Paerschke, H. (2019). Elektrische Energiewandler und Speicher. In: Elektrotechnik für Gebäudetechnik und Maschinenbau. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-20971-1_4
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