Klausuren
Probeklausur + Gedankenprotokoll
Probeklausur + Gedankenprotokoll
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Lernkarten
Vor und Nachteile der Nutzung EE zur Stromerzeugung
+: großes theoretisches Energieangebot / umweltfreundlich / Reduktion v. Importabh. / Ressourcenschonung / hohe Akzeptanz
- : überwiegend unwirtschaftlich / große Schwankungen(Wind, Sonne) / wetterabh. nicht bedarfsabh. / standortfixierte Erzeugung / geringe Energiedichte / regionale Pot. begrenzt / teilweise Akzeptanzprobleme (not in my backyard)
4 Beispiele für Stromspeichertechnologien
(Pump)-SpeicherKW
Luftdruckspeicher
Batterien
chem. Verfahren (z.b. Umwandlung in H2)
Wirkungsgrad bei Neubauten
Kerin: 36% / SK 46% / BK 43% / offene Gasturbine 39%
Aufteilung Haushaltsstrom
Steuern + Abgaben 52 % / regulierte Netzentgelte 23 % / Strombeschaffung + Vertrieb 25 %
Rückgewinnungsgrad in Pumpspeicher KW
80 %
Turbinen Typen in Wasser KW
Pelton - Francis - Kaplan
Warum kann die Stromerzeugung bei Hochwasser eines LaufwasserKW eingeschränkt sein?
reduzierte Fallhöhe
Was beschreibt die merit order?
stellt die Einsatzreihenfolge eines KW-Parks nach Grenzkosten sortiert dar
Warum kann sich der CO2-Zertifikatspreis auf die merit order auswirken?
Kosten für CO2 zählen zu Grenkosten, spez. CO2-Emissionen sind Brennstoffabh.
Warum wird ein KW nicht bei voller Leistung betrieben, obwohl es technisch dazu in der Lage wäre?
- Strompreis unter Grenzkosten / Reservevorhaltung / Redispatch des ÜNB / Netzstörung / sonstiger Außeneinfluss
Welche Prozesse sind beim GuD kombiniert?
Gasturbinenprozess und Dampfturbinenprozess (Vorteil : erhöhter Wirkungsgrad)
Skizze GuD
Verdichter - Brennkammer - Gasturbine - Abhitzekessel - Dampfturbine - Kondensator - Speisewasserpumpe
KWK- Arten d. Wärmeversorgung
Nah - Fern - Prozess - Wärme
Vorteile / Nachteile KWK-Anlage
+ : Strom und Wärme / hoher Wirkungsgrad / bei dezentralem Einsatz Entlastung der Netze
-: Wärmesenke in Umgebung nötig / möglichst konstante Wärmeabnahme / für Spitzen zusätzlicher Kessel nötig
Warum muss ein Atom-KW nach Abschaltung weiterhin gekühlt?
aufgrund der Nachzerfallsleistung der Brennelemente
Instandhaltungsstrategien
vorbeugende Instandhaltung: - zustandsabh (def. Abnutzungsgrenze) / - zeitabh. (definiert Zeitintervall)
störungsbedingte Instandhaltung: - bei Ausfall einer Komponente
Ziel der Instandhaltung
mit möglichst geringem Aufwand eine hohe Verfügbarkeit der Anlagenteil (zum richtigen Zeitpunkt (Strommarkt)) zu gewährleisten
Aufgabenbereiche Instandhaltung
Wartung (zur Verzögerung des Abbaus der Anlage) - Inspektion (zur Feststellung und Beurteilung IST-Zustand) - Instandhaltung (zur Erhaltung des funktionsfähigen Zustands bzw. Rückführung zu diesem) - Verbesserung (Steigerung der Funktionssicherheit)
Parabolrinnen KW
Solarfeld - Speicher - Wärmetauscher - Turbine und Generator - Kondensator
weitere Solarthermie-KW
Fresnel-Linse // Solarturm // Parabolspiegel
Vorteil PV gg Solartherme
acuh indirekte Sonneneinstrahlung nutzbar
auch in kleinerem Umfang realisierbar
Arbeitsverfügbarkeit
verfügbare Arbeit / Nennarbeit
(verf. A. = in Nennzeit erzeugbare elektr. Leistung) Nennarbeit = Nennleistung x Nennzeit
Arbeitsausnutzung
Stromerzeugung / Nennarbeit
(Indikator für Betrieb und Wartung einer Anlage)
Welche Regelenergiearten gibt es, wer kauft die, wer bietet an?
Primär, Sekundär, Minutenreserve
ÜNB kaufen per Ausschreibung von KW, die präqualifiziert sind
Was passiert mit EEG-Umlage, wenn Preis auf dem Großhandelsmarkt sinkt
EEG-Umlage steigt, da diese die Differenz zw. EEG-Vergütung und Strompreis ist
Arten von Wasser-KW
Laufwasser KW
Pumpspeicher KW
CO2-Abtrennung: oxy-fuel prozess Schema
Luft -> Luftzerlegung (O2) - Feuerung - Entstaubung (Rückführung CO2/H2O- Kondendator / Dampfturbine (Generator) //
CO2-Abtrennung: oxy-fuel prozess Beschreibung
zur Kontrolle der (bes. hohen) Flammtemperatur wird ein Teil des Rauchgases rezirkuliert (nach Entstaubung, vor Feuerung)
- LZA zur O2-Bereitstellung erfordert große elektr. Energie (neg. für n)
- um CO2 abzuscheiden darf nur ein kleiner Teil Fremdgase im Rauchgas sein, daher eignet sich oxy-fuel sehr gut
weitere CO2-Abscheidungsprozesse
nachgeschaltete CO2-Wäsche
pre-combustion CO2-Abtrennung (IGCC)
Herausforderungen CO2-Speicherung
Auffinden geeigneter Lagerstätten (Kapazität, Tiefe > 1.000)
Langzeitsicherheit des Speichers
Akzeptanz
Möglichkeiten zur CO2-Speicherung
ausgeförderte Öl/Gas-Felder
Salzwasserführende Gesteinsschichten
Zusammensetzung Haushaltsstrompreis
25 % Strombeschaffung u.Vertrieb
23 % regulierte Netzentgelte
52 % Steuern + Abgaben( EEG 21% - Stromsteuer 7% - Mehrwertsteuer 16% - Konzessionsabgabe 6%)
Entscheidende Kosten für Neubau und täglichen Betrieb
Neubau:Kapitalkosten (fixe Kosten, Leitungskosten)
Betrieb: Betriebskosten( Personal, Material) variable Kosten, Arbeitskosten, Brenn-Einsatzstoffe
Möglichkeiten den n einer Dampfturbine zu erhöhen
-Erhöhung Frischdampftemp
-Erhöhung Frischdampfdruck
- Erhöhung Vorwärmstufen für BS
Welche Schadstoffe entstehen in einem Kohle-KW
CO2 - SO2 - Staub - NOx- CO
Primär - Sekundärmaßnahmen
Primär: Verfahren, die über eine Behandlung des BS oder eine Modifzierung der Verbrennungsführung zur Emissionsminderung
Sekundär: Reinigung der Rauchgase nach Verbrennung mit verschienden Verfahren (Kalkwäsche, Katalysatoen (NOx)
Warum reichen bei BK-KW Primär, bei SK nicht?
BK erreicht mit Primärmaßnahmen die erforderliche Reduktion
SK bedurft zusätzlicher Sekundärmaßnahmen zur Einhaltung der Grenzwerte
Liberalisierung - was hat sich geändert, wer ist noch reguliert?
Wettbewerb in Erzeugung und Vertrieb (freie Anbieterwahl)
Abschaffung von Versorgungsmonopolen
Unbundling (Trennung von Erzeugung und Verbrauch)
Übertragung und Verteilung wurden von der Bundesnetzagentur reguliert, da es sich hierbei um natürliche Monopole handelt und eine Versorgungssicherheit gewährleistet sein muss
Kennzeichen Strom
leitungsgebunden - nur in gerinen Mengen speicherbar - Commodity (geruch, farb, formlos)
Warum hohe Spannung zum Transport von Strom?
da die Ohmschen Verluste proportional zu I²
