Zusammenfassung
Die Energietechnik wandelt natürliche Energievorkommen in für den Menschen nutzbare Formen um. Die in vier Klassen einteilbaren Energieformen lassen sich alle umwandeln, wie Abb. 2.1 veranschaulicht.
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Notes
- 1.
Wärme und Arbeit werden als Prozessgrößen bezeichnet, da deren Übertragung eine Änderung des Zustands bewirkt (Zustandsänderung = Prozess). Konsequenterweise erhalten Prozessgrößen einen Doppelindex.
- 2.
Julius Robert von Mayer, deutscher Mediziner, 1814–1878.
- 3.
Nicolas Leonard Sadi Carnot, franz. Physiker, 1796–1832.
- 4.
Der Begriff wurde 1956 nach einem Vorschlag von Zoran Rant (1904–1972) eingeführt [2].
- 5.
Diese Formel gilt für Wärmeübertragung bei konstanter Temperatur, wie es in einem stationären Prozess der Fall ist.
- 6.
Dies ergibt sich hier rein mathematisch, es ist jedoch auch thermodynamisch zwingend notwendig, da die rechte Seite der Gleichung nur Zustandsgrößen enthält, deren Wert definitionsgemäß unabhängig vom Weg ist, auf dem der Zustand erreicht wird.
- 7.
Eine isotherme Wärmezu- oder -abfuhr ist zwar bei Verdampfung und Kondensation prinzipiell leicht zu erreichen, jedoch meist nicht im gewünschten Temperaturbereich; beim Arbeitsmedium Luft entfällt diese Möglichkeit prinzipiell.
- 8.
Sankey-Diagramme gehen auf Herrn Charles Joseph Minard (1781–1870) zurück. Seine bekannteste Illustration stellt die Verluste von französischen Armeeangehörigen auf dem desaströsen, napoleanischen (französischen) Russlandfeldzug der Jahre 1812/1813 in der Form eines Sankey-Diagramms dar.
- 9.
Beispielsweise wird an Haushalte ausgeliefertes Heizöl unter Beachtung des üblichen Wirkungsgrades als Nutzwärme und somit als Nutzenergie gewertet. Da der Umwandlungswirkungsgrad von Wärme über dem durchschnittlichen liegt, „verbessert“ Heizen bei offenem Fenster, indem es den prozentualen Anteil der Nutzwärme am Gesamtumsatz erhöht, somit rein rechnerisch den Gesamtnutzungsgrad einer Volkswirtschaft. Um solche Inkonsistenzen zu minimieren, wären weitere Begriffe notwendig, z. B. ein „Energiebedürfnis“, das sich z. B. am Stand der Technik orientieren könnte.
- 10.
Verfahren zur Abscheidung und Speicherung des entstehenden Kohlendioxids werden zur Zeit entwickelt, Sinnhaftigkeit des Einsatzes und Wirtschaftlichkeit sind jedoch noch strittig.
Literatur
von Mayer, J.R.: Bemerkungen über die Kräfte der unbelebten Natur. Liebigs Ann. 42, 233–240 (1842)
Rant, Z.: Exergie, ein neues Wort für technische Arbeitsfähigkeit. Forsch.-ing. Wes. 22, 36–37 (1956)
Langeheinecke, K., Jany, P., Thieleke, G.: Thermodynamik, 11. Aufl. Vieweg+Teubner, Wiesbaden (2020)
Schaefer, H. (Hrsg.): Nutzung regenerativer Energiequellen, Zusammenstellung von Daten und Fakten für die Bundesrepublik Deutschland. VDI, Düsseldorf (1986)
Horlacher, H.-B.: Globale Potenziale der Wasserkraft; Externe Expertise für das WBGU-Hauptgutachten 2003. https://www.wbgu.de/de/publikationen/alle-publikationen (2003). Zugegriffen im April 2021 mit Suchwort „Wasserkraft“
Heinloth, K.: Die Energiefrage: Bedarf und Potenziale, Nutzung, Risiken und Kosten, 2. Aufl. Vieweg, Wiesbaden (2003)
Quaschning, V.: Regenerative Energiesysteme, 10. Aufl. Carl Hanser, München (2019)
Staiß, F.: Jahrbuch Erneuerbare Energien, 1 Aufl. Bieberstein, Radebeul (2007)
Moran, M.J., Shapiro, H.N.: Fundamentals of Engineering Thermodynamics, 2. Aufl. Wiley, New York (1992)
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Schelling, U. (2022). Energietechnische Grundlagen. In: Zahoransky, R. (eds) Energietechnik. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-34831-1_2
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