1 Einleitung Photovoltaik Grundlagen Funktionsprinzip Beispielanlagen Übungen... 31
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- Gesche Holzmann
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1 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Photovoltaik Grundlagen Funktionsprinzip Beispielanlagen Übungen Solarthermie Grundlagen Funktionsprinzip Beispielanlage Übungen Windenergie Auswertung von Standortmessungen Grundlagen Funktionsprinzip Leistungsregelung Gitterteilung/Flügelzahl Turbulenzen und dynamische Belastungen Standsicherheit und Turbulenzgutachten Normen und Richtlinien Beispielanlagen Vertikalachsenrotor (DARRIEUS-Rotor) Widerstandsläufer (SAVONIUS-Rotor) Kleinstwindkraftanlage Großanlage Generatorbauweise und -betriebskennlinie Übungen XIII
2 XIV Inhaltsverzeichnis 5 Wasserkraft Grundlagen Wasserrad Wasserturbine Funktionsprinzip Laufwasserkraftwerk Speicherkraftwerk Gezeitenkraftwerk Wellenkraftwerk Meereswärmekraftwerk Osmosekraftwerk Beispielanlagen Pelton-Turbine Francis-Turbine Beispiele für Laufkraftwerke Gezeitenkraftwerk Pumpspeicherkraftwerk Übungen Erdwärme und Wärmepumpe Grundlagen Carnot-Prozess Kältemittel Funktionsprinzip Erdkollektor und Rückwirkungen auf das Erdreich Wärmeträgermedium Anfahren der Anlage/Instationäre Betriebszustände/ Leistungsregelung Nachhaltigkeit und Effizienz Absorptionskälteanlage Beispielanlagen Messdaten einer Beispielanlage im Taunus Messdaten einer Beispielanlage in Nordfriesland Daten aus einer Herstelleranimation Daten eines Kompressorherstellers Übungen
3 Inhaltsverzeichnis XV 7 Biomasse Grundlagen Biochemische Grundlagen Verbrennung von Biomasse Thermochemische Umwandlung Funktionsprinzipien Holzvergasersysteme Verkokung Hausfeuerungsanlagen Anwendungsbeispiele Übungen Biogas Anlagenbeschreibung Fermentation Gaszusammensetzung und Aufbereitung Kraft-Wärme-Kopplung Betriebliche Aspekte Gasprognose Anlagenbeispiel Betriebsdatenüberwachung Übungen Biokraftstoffe Biokraftstoffe der 1. Generation Biodiesel (Rapsölmethylester, RME) Bioethanol Pflanzenöl Dimethylether (DME) Biogas Biokraftstoffe der 2. Generation Biomass-to-Liquid (BtL)-Kraftstoffe Bioethanol der 2. Generation Übungen Geothermische Stromerzeugung Grundlagen Hochenthalpie-Lagerstätten Niederenthalpie-Lagerstätten Funktionsbeschreibung Entspannungsverdampfung (Flash-Evaporation) ORC- und KALINA-Prozess
4 XVI Inhaltsverzeichnis 10.3 Beispielanlage Übungen Solare Kraftwerke Parabolrinnenkraftwerk Solarturmkraftwerk/Zentralreceiverkraftwerke Dish-Stirling-Anlage Nicht konzentrierende Kraftwerkskonzepte Solarteichkraftwerke Aufwindkraftwerk/Thermikkraftwerke Fallwindkraftwerk Beispielanlage Übungen Kraft-Wärme-Kopplung Verbrennungsmotoren Pflanzenölmotor Gasmotor Kenngrößen zur Beurteilung von Motoren Dampfturbinenkraftwerk Gasturbinenprozess Kombinierter Gas-Dampfturbinenprozess STIRLING-Motor Kinematik Thermodynamik ORC-Prozess KALINA-Prozess Brennstoffzellen Thermoelektrischer Generator Übungen Wasserstoff als Energieträger Thermochemische Umwandlung Elektrolyse Thermochemische Dissoziation Photochemische Herstellung Biowasserstoff Übungen
5 Inhaltsverzeichnis XVII 14 Speichertechnologien Thermische Speicher Mechanische Speicher Druckluftspeicher Schwungradspeicher Elektrische Energiespeicher Chemische Speicher Übungen Anhang Beispieldaten Wärmeverbrauch eines Einfamilienhaus Beispieldaten elektr. Verbrauch eines Einfamilienhaushalts Verbrauchsdaten exemplarischer Haushaltsgeräte Grundlagen der Wirtschaftlichkeitsrechnung Bilanz Gewinn- und Verlustrechnung Finanzplanung und Finanzkontrolle Darlehens- und Tilgungsrechnung Periodensystem der Elemente Lösungen zu den Übungen Lösungen zu Kap Lösungen zu Kap Lösungen zu Kap Lösungen zu Kap Lösungen zu Kap Lösungen zu Kap Lösungen zu Kap Lösungen zu Kap Lösungen zu Kap Lösungen zu Kap Lösungen zu Kap Lösungen zu Kap Sachverzeichnis
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1 Kontext 1 1.1 Energie 2 1.2 Grundprobleme des globalen Energiesystems 6 1.2.1 Begrenztheit der Ressourcen 7 1.2.2 Gerechtigkeit der Verteilung 8 1.2.3 Klimawandel 9 1.2.4 Lösungsansätze 11 1.3 Szenarien
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