Grundlagen der Energie
Bauklimatik
Bauklimatik
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Cartes-fiches
5 Energieformen:
- innere Energie (chemische,thermische,Kernenergie)
- mechanische Energie (kinetische, potentielle, Spannenergie)
- Elektrische Energie
- magnetische Energie
- Strahlungsenergie
1. Hauptsatz der Thermodynamik:
Energie kann nicht erzeugt und vernichtet, sondern nur in andere Energieformen umgewandelt werden.
Energieverbrauch = Umwandlung von Energie in eine nicht (direkt) nutzbare Form --> Entwertung
Energieerzeugung = Umwandlung von Energie in eine dem Bedarf entsprechend nutzbare Form
Thermodynamik Begriff:
4 Punkte
- allgemeine Energielehre / Wärmelehre
- Teilgebiet der Physik
- Entwicklung im Zuge der Erfindung der Dampfmaschine
- Beschäftigt sich mit der Umwandlung von Energie und der Verrichtung von Arbeit
2. Hauptsatz der Thermodynamik:
5 Punkte
Wärme geht immer vom wärmeren zum kälteren Körper über
Thermische Energie ist nur eingeschränkt in andere Energieformen umwandelbar:
- Strahlung
- Konvektion
- Leitung
Begriffe der Energie:
5 Punkte
Energie = Exergie + Anergie (1J = 1Nm = 1Ws) = Arbeit
Exergie: arbeitsfähiger / umwandelbarer Anteil der Gesamtenergie eines Systems
Anergie: nicht arbeitsfähiger / nicht umwandelbarer Anteil der Gesamtenergie eines Systems
Leistung P = Arbeit/Zeit (1W = 1J/s)
Wirkungsgrad 𝛈 = Pab / Pzu bzw. Eab / Ezu (1%)
(Heizkessel:90%, Fahrzeugmotoren 20-45%, Elektromotoren: 70-90%, Glühbirnen: 5%, Photovoltaik: 10-18%)
Primärenergie + Primärenergieträger:
3 Punkte
Primärenergie: Energie, die mit den natürlich vorkommenden Energieformen / Energiequellen zur Verfügung steht
Endenergie: Teil der Primärenergie, der nach Umwandlungs- und Transportverlusten zur Verfügung steht
Nutzenergie: Teil der Endenergie, der für die gewünschte Energiedienstleistung zur Verfügung steht
Kernenergie:
3 Punkte
Radioaktivität
Kernspaltung
Kernfusion
Solarstrahlung:
2 Unterteilungspunkte
vergangene Strahlung
aktuelle Strahlung
Solarstrahlung / vergangene Strahlung:
5 Punkte
Torf
Braunkohle
Steinkohle
Erdöl
Erdgas
Solarstrahlung / aktuelle Strahlung
9 Punkte
Globalstrahlung
oberflächennahe Geothermie
Atmosphärenwärme
Wind
Meereswärme
Meeresströmung
Wellenbewegung
Laufwasser
Biomasseproduktion
Erdwärme:
1 Punkt
Tiefengeothermie
Gravitation:
1 Punkt
Gezeitenenergie
Energieformen
4 Punkte
Kernenergie
Solarstrahlung
Erdwärme
Gravitation
Wertigkeit von Energie (Exergie)
3 Punkte
Strom = edle Energieform, da in viele andere Energieformen umwandelbar
Hochtemperatur-Wärme = Stromerzeugung, Prozesswärme, Trinkwarmwasser, Hochtemperatur-Heizsysteme (z.B. Radiatoren)
Niedertemperatur-Wärme = nicht zur Stromerzeugung geeignet, NT-Heizsysteme (z.B. Fußbodenheizung)
Energievorräte:
2 Punkte
Energiereserven: Vorräte an Energieträgern, die nachgewiesen, sicher verfügbar und mit heutiger Technik wirtschaftlich gewinnbar sind.
Energieressourcen: Vorräte an Energieträgern, die nachgewiesen und vermutet, jedoch derzeit aus technischen und / oder wirtschaftlichen Gründen noch nicht gewinnbar sind
Energiepotential:
3 Punkte
Theoretisches Potential: Gesamtheit des zur Verfügung stehenden Potentials einer Energiequelle, theoretische Obergrenze des Energieangebots
Technisches Potential: Teil des theoretischen Potenials, der unter technischen und ökologischen Einschränkungen tatsächlich nutzbar ist
Wirtschaftliches Potential: Teil des technischen Potentials, der eine wirtschaftliche Nutzung / Verfügbarkeit unter ökonomischen Gesichtspunkten erlaubt
