Einsatzmöglichkeiten - Technologien - Wirtschaftlichkeit

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1 Erneuerbare Energien Einsatzmöglichkeiten - Technologien - Wirtschaftlichkeit mit 167 Abbildungen und 56 Tabellen Professor Dr. Jörn Krimmling Professor für Technisches Gebäudemanagement, Gesellschafter eines Ingenieurbüros für technische Gebäudeausrüstung, Energietechnik und Energiemanagement t Rudolf Müller

2 Vorwort 5 1 Einleitung 11 2 Energiebedarf von Gebäuden Energiearten und Energieumwandlungskette Bestimmung des Nutzenergiebedarfs Nutzenergiebedarf zum Heizen Nutzenergiebedarf für die Warmwasserbereitung Nutzenergiebedarf zum Kühlen Nutzenergiebedarf für die Beleuchtung Bestimmung des End- und Primärenergiebedarfs 29 3 Erneuerbare Energiequellen Energiebilanz der Erde Solarenergie Potenzial der Solarenergienutzung Solarthermie Fotovoltaik Umgebungsenergie Geothermie / Biogene Brennstoffe Überblick Biogene Festbrennstoffe Biogene flüssige Brennstoffe Biogas Windenergie Wasserkraft Gezeitenenergie Erneuerbare Energien im Gebäudebereich 58,7 4 Solarthermische Anlagen Funktionsweise und typische Anlagenkonzepte Grundprinzip Anlagen nur zur Trinkwarmwasserbereitung * Anlagen zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung 61

3 4.2 Hauptkomponenten Kollektoren Speicher Weitere Anlagentechnik Energetische Bewertungsgrößen Anwendungsbereiche und Auslegungsaspekte , Anlagenkosten 83 5 Fotovoltaikanlagen Funktionsweise und typische Anlagenkonzepte Tl Grundprinzip Anlagen im Netzparallelbetrieb Anlagen im Inselbetrieb Hauptkomponenten Solarmodule Wechselrichter Weitere Komponenten Energetische Bewertungsgrößen Anwendungsbereiche und Auslegungsaspekte Dachanlagen Fassadenanlagen Auslegungsaspekte Anlagenkosten 99 6 Wärmepumpen Funktionsweise und typische Anlagenkonzepte Grundprinzip Elektrische Wärmepumpen Wärmepumpen mit Verbrennungsmotor/ Absorptionswärmepumpen Direktverdampfer- und Kältemittelsysteme Wärmequellen Hauptkomponenten Energetische Bewertungsgrößen Anwendungsbereiche und Auslegungsaspekte Wohngebäude Nichtwohngebäude Auslegungsaspekte Anlagenkosten Wärmeerzeuger für biogene Brennstoffe Funktionsweise und typische Anlagenkonzepte Übersicht Wärmeerzeuger ^ Zentralheizungen mit Holzfeuerung 130

4 7.1.3 Einzelheizungen für Holzbrennstoffe Hauptkomponenten Feuerungssystem und Wärmeübertrager Brennstoffbevorratung Abgassystem Energetische Bewertungsgrößen Anwendungsbereiche und Auslegungsaspekte Anlagenkosten Kraft-Wärme-Kopplung mit erneuerbaren Brennstoffen Funktionsweise und typische Anlagenkonzepte Definition und Übersicht Kraft-Wärme-Kopplung Blockheizkraftwerke Stirlingmotoren Brennstoffzellen Hauptkomponenten Blockheizkraftwerke Stirlingmotoren Brennstoffzellen Energetische Bewertungsgrößen Anwendungsbereiche und Auslegungsaspekte Anwendungsbereiche von Blockheizkraftwerken Anwendungsbereiche von Stirlingmotoren und Brennstoffzellen Auslegungsaspekte Anlagenkosten Klimatisierung mit erneuerbaren Energien Funktionsweise und typische Anlagenkonzepte Hauptkomponenten Energetische Bewertungsgrößen Anwendungsbereiche und Auslegungsaspekte Anlagenkosten Gesetzliche Anforderungen und Fördermöglichkeiten Übersicht Energiegesetzgebung Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz Energieeinsparverordnung Erneuerbare-Energien-Gesetz (Strom) Fördermöglichkeiten 192

5 11 Ökologische und wirtschaftliche Bewertung Ökologische Bewertung Übersicht Bewertungsverfahren Verbrauch an fossiler Primärenergie Emission klimaschädlicher Treibhausgase Emission von Schadstoffen Wirtschaftliche Bewertung Übersicht Bewertungsverfahren Kapitalwertverfahren Das Annuitätenverfahren Verfahren des internen Zinsfußes Vollständige Finanzpläne Anhang Glossar Normen und Richtlinien Gesetze, Verordnungen und Vorgaben Literaturverzeichnis Stichwortverzeichnis 232

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