Regenerative Energien
Karteikarten RE
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Kartei Details
| Karten | 50 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Grundschule |
| Erstellt / Aktualisiert | 08.01.2014 / 10.02.2019 |
| Weblink |
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Welche primären Erneuerbare Energien sind auf der Erde nutzbar?
Solarstrahlung
Geothermie
Massenanziehung
Wie gross ist der Energiegehalt aller fossiler Energieressourcen im Vergleich zur järlich von der Sonne eingestrahlten Energiemenge?
Solarenergie: 100%
Fossil - theoretisch: 6%
Fossil - nutzbar: 0,6%
Wie gross ist der geothermische Energiefluss im Vergleich zur jährlich von der Sonne auf der Erde eingestrahlten Energiemenge?
Sonne: 5,6 ZJ/a
Geothermie: 1 ZJ/a
Prozentualer Teil: ca. 0,0018%
Welcher Anteil haben die Erneuerbaren Energien derzeit am Endenergieverbrauch in Dtuschland?
10,3%
Welche Erneuerbare Energie erreicht auf die Erde die höchste Leistungsdichte? Wie gross ist sie in etwa?
Wellen, mit 100 W/m2
Welcher mittleren Leistung entspricht der Verbrauch von 1 t SKE pro Jahr?
1 tSKE = 8,134 MWh
1 tSKE = 29,28 GJ
Leistung: P=W/t = 29,28x10^12J / 8760h(proJahr)*3600s(proStunde)
P = 928,46 W
Einheiten
Einheiten
Welcher Spektralbereich kommt im wesentlichen als Solarstrahlung am Erdboden an?
Antwort: - optischer Bereich (Licht) - ⟹10^3 W/m2 - Radiowellen Bereich (KW, UKW) - ⟹10^-9 W/m2
Welchen Winkel nimmt die Sonnenscheibe am Himmel ein?
Antwort: 32′ (Winkelminuten)
Boltzman Konstante
5,67 x 10^-8 W*K^4/m2
Schwankung der extraterrestrische Solarstrahlung durch die Elliptizität der Erdlaufbahn
6,67%
Schwankung= AEmax - AEmin / AE = (152-147)/150 * 100%
Intensität Formel
Is = o * T^4 [W/m2]
= Bolzmann-Konstante [W/K^4*m2] * (Temp)^4 [K^4]
Lesitung (Strahlung) Formel
Ls = Is * O [W]
= Intensität [W/m2] * Oberfläche [m2]
Der gemessene Meeresspiegelanstieg beträgt 3mm/Jahr. Welche Ursachen gibt es?
Temperatursteigung des Meeres
Partielle Abschmelzung der Polareiskappen
Anthropogene Umweltbelastung
Klimaerwärmung durch Treibhausgasen
Welche Faktoren tragen zur globalen Erwärmung, welche zur globalen Abkühlung bei?
Antwort: Erwärmung: - Treibhausgase wie CO, CO2, CH4, NOx - Rodung der Wälder (senkt CO2−Abbau) Abkühlung - Reduzierung des CO2−Gleichwert - Bepflanzung - Vergrößerung der Wolkenbedeckung
Wie hoch ist die jährliche solare Einstrahlung auf eine horizontale Fläche typischerweise in Mitteleuropa?
Winter: 150W/m2
Sommer: 950W/m2
Durchschnitt: 550 W/m2
Um wie viel Prozent lässt sich die Einstrahlung durch optimale feste Ausrichtung der Fläche steigern?
18%
Der jährliche Primärenergiebedarf der EU beträgt ca. 72 𝐸𝐽. Welche Fläche in der Sahara würde man benötigen, um theoretisch den Bedarf mit einem Wirkungsgrad von 10 % aus der angebotenen Solarstrahlung decken zu können?
Antwort:
Nennen Sie die Schwächen und Stärken des Angebots an Solarstrahlung zur Erzeugung von Nutzenergie.
Antwort: Pro: - Praktisch unbegrenzt verfügbar - Macht Energieautark (unabhängig) - Umweltfreundlich - Spart wertvolle Rohstoffe Kontra: - Geringe Leistungsdichte - Abhängig von der geographischen Lage - Noch zu teuer - Noch nicht genügend ausgereift
Welche Faktoren bestimmen die Intensität der Solarstrahlung auf der Erdoberfläche am Standort Jülich?
Antwort: - Sonnenhöhe (19°−65°) - Anteil der Diffusen Strahlung (20−25%) - Anzahl der Sonnentage (180−200)
Wie hoch ist der Wirkungsgrad der Biomasseentstehung insgesamt?
Landfläche: 0,03%
Ozeane: 0,07%
Gesamt: 0,1%
Welche Wirkungsgrade können durch Intensivkulturen erreicht werden?
Mais, Zuckerrohr, Zuckerrüben: 3,0−5,5 %
Welcher Faktor im Heizwert liegt zwischen Holz und Steinkohle?
Steinkohle: 32MJ/kg = (2 x) Holz:16MJ/kg
Warum sollte Biomasse in fester Form möglichst trocken verbrannt werden?
Je trockener die Biomasse, desto höher der Wirkungsgrad
Welchen Feuchtegehalt hat lufttrockenes Holz?
20%
Was sind die wesentlichen Vorteile bei der direkten thermischen Nutzung von Biomasse?
- CO2 neutral
- chemisch gebundene Sonnenenergie
- in allen Aggregatzuständen vorhanden (fest, flüssig, gasförmig)
- gute Speichbarkeit
Welche 5 Biotreibstoffe kennen Sie? Aus welchen Rohstoffen werden sie hergestellt?
Biodiesel (Raps-, nicht trockenes Pflanzenöl)
Pflanzenöl
BtL (Energiepflanzen und Holz)
Bioethanol (Getreide, Zucker, Holz)
Methan (Energiepflanzen, organische Rohstoffe)
Wie viel Biogas produziert eine Großvieheinheit am Tag?
Großvieheinheit = 1 ausgewachsenes Rind = 5 Kälber = 6 Mastschweine = 250 Hühner
liefert 1,5 m3 Biogas am Tag
Was versteht man unter der Fermentation?
Umwandlung von organischen Stoffen durch Mikroorganismen (Bakterien)
Welche Bakterien nehmen an der Fermentation teil?
Antwort: - Fermentative Bakterien - Acetogene Bakterien - Methanogene Bakterien
Was sind die wesentlichen Komponenten einer Biogasanlage zur Strom und Wärmeproduktion?
- Vorbehälter
- Faulbehälter mit Rührwerk
- Gasspeicher (evtl. auch Kraft-Wärme-Aggregat)
Benennen Sie die drei wichtigsten Funktionen von Biogas
- Stromproduktion
-, Wärmeproduktion
- Kraftstoff
- Gaseinspeisung ins Erdgasnetz
- Starke Wirtschaftsdynamik
Warum muss der Faulraum durchgemischt werden?
- Vermeidung von Sinkschichten am Boden des Fermenters
- Unterbindung von Schwimmschichten auf der Oberfläche des Substrats
- Erzielung gleichmässiger Temperatur
- gleichmässeige Versorgung der Bakterien mit Nähstoffen
Wie berechnet man die Energiebilanz am Sonnenkollektor?
- Absorption der kurzwelligen Solarstrahlung = Umwandlung von Strahlung in Wärme
- Abstrahlung im langwelligen Bereich an die Umgebung
- Konvektion in die umgebende Atmosphäre
- Wärmeübertragung a das Arbeitmedium (z.B. Wasser)
Wie berechnet man den Kollektorwirkungsgradfaktor F′ aus thermischen Parametern des Kollektors?
Durch die Berechnung des Wirkungsgrades:
Durch welches Produkt werden die optischen Verluste eines Kollektors ausgedrückt?
Optische Verluste:
Stagnationspunkt: bei n=0 (wirkungsgrad)
Tamb, neu = Berechnen
In welche Temperaturbereiche werden thermische Kollektoren unterteilt?
<150°C : Niedertemperaturen
<400°C : Mittleltemperaturen
<1000°C : Hochtemperatur
Was ist der Sinn von Spiegeln in Kollektoren?
Sie sollen die Solarstrahlung auf die Absorptionfläche umlenken.
Wie funktioniert ein Flachplattenkollektor und wie ein Vakuumröhrenkollektor?
Flachplattenkollektor: durch Konvektion und durchströmtes Panel
Vakuumröhrenkollektor: durch Reflexion und durchströmter Röhre
