Regenerative Energiesysteme

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Regenerative Energiesysteme"

Alexandra Arnold
vor 6 Jahren
Abrufe

1 Regenerative Energiesysteme Technologie - Berechnung - Simulation von Volker Quaschning Mit 156 Bildern, 79 Tabellen und einer CD-ROM Jb HANSER Carl Hanser Verlag München Wien

Inhaltsverzeichnis 1 Energie, Klimaschutz und erneuerbare Energien 1 1.1 Der Begriff Energie 1 1.2 Entwicklung des Energiebedarfs 6 1.2.1 Entwicklung des Weltenergiebedarfs 6 1.2.2 Entwicklung des Energiebedarfs in Deutschland 8 1.

2 Inhaltsverzeichnis 1 Energie, Klimaschutz und erneuerbare Energien Der Begriff Energie Entwicklung des Energiebedarfs Entwicklung des Weltenergiebedarfs Entwicklung des Energiebedarfs in Deutschland Reichweite konventioneller Energieträger Der Treibhauseffekt Kernenergie contra Treibhauseffekt Kernspaltung Kernfusionl Erneuerbare Energien Geothermische Energie Planetenenergie Sonnenenergie Strukturen einer zukünftigen Energieversorgung Entwicklung des weltweiten Energiebedarfs Entwicklung des Energiebedarfs in Deutschi and 38 2 Sonnenstrahlung Einleitung Der Fusionsreaktor Sonne Sonnenstrahlung auf der Erde Bestrahlungsstärke auf der Horizontalen Berechnung des Sonnenstandes Berechnung des Sonneneinfallswinkels Bestrahlungsstärke auf der geneigten Ebene Direkte Strahlung auf der geneigten Ebene Diffuse Strahlung auf der geneigten Ebene Bodenrefiexion Strahlungsgewinn durch Neigung oder NacMuhrung Berechnung von Abschattungsverlusten Aufnahme der Umgebung Bestimmung des direkten Abschattungsgrades Bestimmung des diffusen Abschattungsgrades Gesamtermittlung der Abschattungen Optimaler Abstand bei aufgeständerten Solaranlagen 66 3 Solarthermische Wassererwärmung Grundlagen Solarthermische Systeme zur Wassererwärmung Solare Schwimmbadbeheizung Solare Brauchwassererwärmung Solarkollektoren 79

VIII Inhaltsverzeichnis 3.3.1 Speicherkollektoren 80 3.3.2 Flachkollektoren 82 3.3.3 Vakuumröhrenkollektor 88 3.3.4 Kollektorleistung und Kollektorwirkungsgrad 89 3.4 Rohrleitungen 91 3.4.1 Leitungsaufheizverluste 94 3.

3 VIII Inhaltsverzeichnis Speicherkollektoren Flachkollektoren Vakuumröhrenkollektor Kollektorleistung und Kollektorwirkungsgrad Rohrleitungen Leitungsaufheizverluste Zirkulationsverluste Speicher Brauchwasserspeicher Schwimmbecken Nutzwärmebedarf und Deckungsrate bei Brauchwasseranlagen Photovoltaik Einleitung Funktionsweise von Solarzellen Das Atommodell nach Bohr Der Photoeffekt Funktionsprinzip einer Solarzelle Herstellung von Solarzellen und Solarmodulen Solarzellen aus kristallinem Silizium Solarmodule mit kristallinen Zellen Dünnschichtzellen Elektrische Beschreibung von Solarzellen Einfaches Ersatzschaltbild Erweitertes Ersatzschaltbild (Eindiodenmodell) Zweidiodenmodell Zweidiodenmodell mit Erweiterungsterm Weitere elektrische Zellparameter Temperaturabhängigkeit Parameterbestimmung Elektrische Beschreibung von Solarmodulen Reihenschaltung von Solarzellen Reihenschaltung unter inhomogenen Bedingungen Parallelschaltung von Solarzellen Technische Daten von Solarmodulen Solargenerator und Last Widerstandslast Gleichspannungswandler Tiefsetzsteller Hochsetzsteller Weitere Gleichspannungswandler MPP-Tracker Akkumulatoren Akkumulatorarten Der Bleiakkumulator Andere Akkumulatortypen Akkumulatorsysteme Andere Speichermöglichkeiten 162

Inhaltsverzeichnis DC 4.8 Wechselrichter 163 4.8.1 Wechselrichtertechnologie 163 4.8.2 Wechselrichter in der Photovoltaik 168 5 Windkraft 172 5.1 Einleitung 172 5.2 Dargebot von Windenergie 173 5.2.1 Entstehung des Windes 173 5.

4 Inhaltsverzeichnis DC 4.8 Wechselrichter Wechselrichtertechnologie Wechselrichter in der Photovoltaik Windkraft Einleitung Dargebot von Windenergie Entstehung des Windes Angabe der Windstärke Windgeschwindigkeitsverteilungen Einfluß der Umgebung und Höhe Nutzung der Windenergie Im Wind enthaltene Leistung Widerstandsläufer Auftriebsläufer Bauformen von Windkraftanlagen Windkraftanlagen mit vertikaler Drehachse Windkraftanlagen mit horizontaler Drehachse Elektrische Maschinen Elektrische Wechselstromrechnung Drehfeld Synchronmaschine Asynchronmaschine Elektrische Anlagenkonzepte Asynchrongenerator mit direkter Netzkopplung Synchrongenerator mit direkter Netzankopplung Synchrongenerator mit Zwischenkreis Drehzahlregelbare Asynchrongeneratoren Netzbetrieb Anlagenertrag Netzanschluß Wirtschaftlichkeitsberechnungen Einleitung Klassische Wirtschaftlichkeitsberechnungen Berechnungen ohne Kapitalverzinsung Berechnungen mit Kapitalverzinsung Zukünftige Entwicklung der Kosten für regenerative Energien Kosten konventioneller Energiesysteme Externe Kosten des Energieverbrauchs Subventionen bei konventionellen Energien Kosten für Umwelt- und Gesundheitsschäden Sonstige externe Kosten Internalisierung der externen Kosten Kritische Betrachtung der Wirtschaftlichkeitsberechnungen Unendliche Kapitalvermehrung Die Verantwortung des Kapitals 245

X Inhaltsverzeichnis 7 Simulationsprogramme 246 7.1 Einleitung 246 7.2 Die Software zum Buch 246 7.3 Kurzbeschreibimg ausgewählter Software 249 7.3.1 Solarstrahlung 249 7.3.2 Solarthermie 250 7.3.3 Photovoltaik 251 7.

5 X Inhaltsverzeichnis 7 Simulationsprogramme Einleitung Die Software zum Buch Kurzbeschreibimg ausgewählter Software Solarstrahlung Solarthermie Photovoltaik Windkraft Gebäudesimulation Wirtschaftlichkeitsberechnungen Ausbildung 254 Anhang 256 SUNAE-Algorithmus zur Sonnenstandsberechnung 256 Wichtige naturwissenschaftliche Konstanten 257 Wichtige englische und US-amerikanische Einheiten 257 Übersicht über grundlegende Tabellen und Formelzeichen 257 Literaturverzeichnis.258 Sachwortverzeichnis 263

Ähnliche Dokumente

Regenerative Energiesysteme

Regenerative Energiesysteme Technologie - Berechnung - Simulation von Volker Quaschning 3. Auflage mit 160 Bildern, 79 Tabellen und einer CD-ROM HANSER VII 1 Energie, Klimaschutz und erneuerbare Energien