Regenerative Energie 1
Regenerative Energie allgemin
Regenerative Energie allgemin
1)
Was ist die CCS-Technologie? Welche Möglichkeiten kennen Sie? Zeichnen Sie die dazu passenden Blockschaltbilder (4P)
CCS System ist CO2-Abscheidung und -Speicherung (Dient der Reduzierung von CO2 in der Atmosphäre).
2)
Wie ist die Leistungszahl (COP) unter idealen Bedingungen bei der Elektro-Wärmepumpe definiert? (2P)
siehe Abbildung:
3)
In welcher Größenanordnung liegen die Energieerträge von amorphen Photovoltaik-Generator mit Netzkopplung in Deutschland? Bezeichnen Sie den Energie-Ertrag auf die installierte Leistung und geben Sie den Wert für Nord und Süddeutschland getrennt an. ( Hinweis geben Sie charakteristische Daten für die Wirkungsgerade) (3P)
siehe Abbildung:
4)
Tragen Sie die spektrale Leistungsdichte der Sonne für AM 0 und AM 2,0 in Abhängigkeit von der Wellenlänge in ein Diagramm ein und markieren Sie den Bereich des „sichtbaren Lichtes“! (3P)
siehe Abbildung:
5)
Ein Photovoltaik Modul hat bei einer Einstrahlung von 500W/m2 einen Kurzschluss- Strom von 1,82A bei einer Temperatur von 18°C.
a)
Wie groß ist der Kurzschluss-Strom bei 1000W/m2 und bei gleicher Temperatur?
b)
Wie ändert sich qualitativ der Kurzschluss-Strom, wenn die Modultemperatur auf 40°C steigt? (2P)
a)
500W/m2 = 1,82A
1000W/m2= IKneu
IKneu = (1,82A/500W/m2)* 1000W/m2
IKneu = 3,31A
b) siehe Abbildung
6)
a)
Was bedeutet Cp (Betz-Leistungsfaktor) und wie berechnet man den idealen maximalen Wert Cpmax für die Windanlage? Skizzieren Sie den Verlauf Cp=f(α)
Hinweis: Setzen Sie V2/V1= α!
b)
Skizzieren Sie in einem zweiten Diagram den Verlauf Cp=f(Schnell- Laufzahl λ) in qualitativer Form. ( 5P)
siehe Abbildung:
7)
Bei welcher Windgeschwindigkeit v erreicht eine Windkraftanlage mit Cp= 0,43 bei p= 1,188kg/m3 die mechanische Nutzleistung von 16KW, wenn der Rotorradius 12,5m beträgt? (2P)
siehe Abbildung:
8)
Berechnen Sie den Wirkungsgrad für einen Flachkollektor mit folgenden Daten: Absorptionskoeffizient α=0,9 , Transmissionskoeffizent τ=0,92 , keff= 3,1W/m2K, Einstrahlung = 100W/m2 , Temperaturdifferenz zwischen Absorber und Umwelt=40K. Wie groß ist der optische Wirkungsgrad? (3P)
siehe Abilldung:
9)
Nennen Sie je ein Beispiel für eine Niedertemperatur – und eine Hochtemp. – Brennstoffzelle mit Angabe des Arbeitstemperaturbereiches. Welche Anwendungsmöglichkeiten gibt es jeweils dazu? (2P)
Niedertemperatur –Brennstoffzelle:
- PEFC (50°C…80°C)
Anwendung: Elektroauto
Hochtemperatur –Brennstoffzelle:
- MCFC (600°C…660°C)
Anwendung: BHWK (Blockheizkraftwerk)
10)
Ein Wärmespeicher wird durch folgende Parameter beschrieben: Cp= 2,3kj/kg*K, Eintrittstemperatur= 19°C, Austrittstemperatur= 830kg/m3. Die gespeicherte Energie soll 2000kWh betragen. Wie groß ist das benötigte Volumen? (3P)
siehe Abbildung:
11)
a)
Skizzieren Sie das vereinfachte ESB einer Solarzelle und geben Sie die Gleichung für die Strom –Spannungs-Kennlinie an.
b)
Wie sieht das erweiterte ESB aus? Beschreiben Sie die Komponenten vollständig! (8P)
siehe Abbildung:
12)
a)
Wie berechnen Sie die Energie eines Schwungrads, wenn das Massenträgheitsmoment J und die Windgeschwindigkeit w(t) gegeben sind? (2P)
b)
Welche ideale Leistung P kann unter welchen Bedingungen aus dem Schwungrad ausgekoppelt werden? Geben Sie die mathematische Beziehung an! (3P)
siege Abbildung:
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Cartes-fiches
1)
Was ist die CCS-Technologie? Welche Möglichkeiten kennen Sie? Zeichnen Sie die dazu passenden Blockschaltbilder (4P)
CCS System ist CO2-Abscheidung und -Speicherung (Dient der Reduzierung von CO2 in der Atmosphäre).
2)
Wie ist die Leistungszahl (COP) unter idealen Bedingungen bei der Elektro-Wärmepumpe definiert? (2P)
siehe Abbildung:
3)
In welcher Größenanordnung liegen die Energieerträge von amorphen Photovoltaik-Generator mit Netzkopplung in Deutschland? Bezeichnen Sie den Energie-Ertrag auf die installierte Leistung und geben Sie den Wert für Nord und Süddeutschland getrennt an. ( Hinweis geben Sie charakteristische Daten für die Wirkungsgerade) (3P)
siehe Abbildung:
4)
Tragen Sie die spektrale Leistungsdichte der Sonne für AM 0 und AM 2,0 in Abhängigkeit von der Wellenlänge in ein Diagramm ein und markieren Sie den Bereich des „sichtbaren Lichtes“! (3P)
siehe Abbildung:
5)
Ein Photovoltaik Modul hat bei einer Einstrahlung von 500W/m2 einen Kurzschluss- Strom von 1,82A bei einer Temperatur von 18°C.
a)
Wie groß ist der Kurzschluss-Strom bei 1000W/m2 und bei gleicher Temperatur?
b)
Wie ändert sich qualitativ der Kurzschluss-Strom, wenn die Modultemperatur auf 40°C steigt? (2P)
a)
500W/m2 = 1,82A
1000W/m2= IKneu
IKneu = (1,82A/500W/m2)* 1000W/m2
IKneu = 3,31A
b) siehe Abbildung
6)
a)
Was bedeutet Cp (Betz-Leistungsfaktor) und wie berechnet man den idealen maximalen Wert Cpmax für die Windanlage? Skizzieren Sie den Verlauf Cp=f(α)
Hinweis: Setzen Sie V2/V1= α!
b)
Skizzieren Sie in einem zweiten Diagram den Verlauf Cp=f(Schnell- Laufzahl λ) in qualitativer Form. ( 5P)
siehe Abbildung:
7)
Bei welcher Windgeschwindigkeit v erreicht eine Windkraftanlage mit Cp= 0,43 bei p= 1,188kg/m3 die mechanische Nutzleistung von 16KW, wenn der Rotorradius 12,5m beträgt? (2P)
siehe Abbildung:
8)
Berechnen Sie den Wirkungsgrad für einen Flachkollektor mit folgenden Daten: Absorptionskoeffizient α=0,9 , Transmissionskoeffizent τ=0,92 , keff= 3,1W/m2K, Einstrahlung = 100W/m2 , Temperaturdifferenz zwischen Absorber und Umwelt=40K. Wie groß ist der optische Wirkungsgrad? (3P)
siehe Abilldung:
9)
Nennen Sie je ein Beispiel für eine Niedertemperatur – und eine Hochtemp. – Brennstoffzelle mit Angabe des Arbeitstemperaturbereiches. Welche Anwendungsmöglichkeiten gibt es jeweils dazu? (2P)
Niedertemperatur –Brennstoffzelle:
- PEFC (50°C…80°C)
Anwendung: Elektroauto
Hochtemperatur –Brennstoffzelle:
- MCFC (600°C…660°C)
Anwendung: BHWK (Blockheizkraftwerk)
10)
Ein Wärmespeicher wird durch folgende Parameter beschrieben: Cp= 2,3kj/kg*K, Eintrittstemperatur= 19°C, Austrittstemperatur= 830kg/m3. Die gespeicherte Energie soll 2000kWh betragen. Wie groß ist das benötigte Volumen? (3P)
siehe Abbildung:
11)
a)
Skizzieren Sie das vereinfachte ESB einer Solarzelle und geben Sie die Gleichung für die Strom –Spannungs-Kennlinie an.
b)
Wie sieht das erweiterte ESB aus? Beschreiben Sie die Komponenten vollständig! (8P)
siehe Abbildung:
12)
a)
Wie berechnen Sie die Energie eines Schwungrads, wenn das Massenträgheitsmoment J und die Windgeschwindigkeit w(t) gegeben sind? (2P)
b)
Welche ideale Leistung P kann unter welchen Bedingungen aus dem Schwungrad ausgekoppelt werden? Geben Sie die mathematische Beziehung an! (3P)
siege Abbildung:
