
Erneuerbare Energien/ Renewable Energy: Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte/ Systems Engineering, Economics and Environment
by Kaltschmitt, Martin; Streicher, Wolfgang; Wiese, AndreasRent Textbook
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Summary
Table of Contents
Einführung und Aufbau | p. 1 |
Energiesystem | p. 1 |
Nutzungsmöglichkeiten regenerativer Energien | p. 11 |
Aufbau und Vorgehen | p. 13 |
Konventionelle Vergleichssysteme | p. 23 |
Grundlagen des regenerativen Energieangebots | p. 37 |
Energiebilanz der Erde | p. 37 |
Solare Strahlung | p. 47 |
Windenergie | p. 62 |
Lauf- und Speicherwasserangebot | p. 79 |
Photosynthetisch fixierte Energie | p. 93 |
Erdwärme | p. 103 |
Passive Sonnenenergienutzung | p. 115 |
Physikalische Grundlagen | p. 115 |
Systemtechnische Beschreibung | p. 117 |
Potenziale und Nutzung | p. 135 |
Solarthermische Wärmenutzung | p. 137 |
Physikalische Grundlagen | p. 137 |
Systemtechnische Beschreibung | p. 144 |
Ökonomische und ökologische Analyse | p. 174 |
Potenziale und Nutzung | p. 190 |
Photovoltaische Stromerzeugung | p. 197 |
Physikalische Grundlagen | p. 197 |
Systemtechnische Beschreibung | p. 206 |
Ökonomische und ökologische Analyse | p. 249 |
Potenziale und Nutzung | p. 261 |
Stromerzeugung aus Windenergie | p. 267 |
Physikalische Grundlagen | p. 267 |
Systemtechnische Beschreibung | p. 281 |
Ökonomische und ökologische Analyse | p. 312 |
Potenziale und Nutzung | p. 326 |
Stromerzeugung aus Wasserkraft | p. 333 |
Physikalische Grundlagen | p. 333 |
Systemtechnische Beschreibung | p. 337 |
Ökonomische und ökologische Analyse | p. 360 |
Potenziale und Nutzung | p. 372 |
Nutzung von Umgebungsluft und oberflächennaher Erdwärme | p. 381 |
Physikalische Grundlagen | p. 383 |
Systemtechnische Beschreibung | p. 390 |
Ökonomische und ökologische Analyse | p. 422 |
Potenziale und Nutzung | p. 436 |
Nutzung tiefer Erdwärme | p. 443 |
Hydrothermale Erdwärmebereitstellung | p. 443 |
Wärmebereitstellung mit tiefen Sonden | p. 476 |
Geothermische Stromerzeugung | p. 487 |
Zusammenfassender Vergleich | p. 519 |
Bereitstellung elektrischer Energie | p. 519 |
Bereitstellung thermischer Energie | p. 549 |
Nutzung der Energien des Meeres | p. 575 |
Solarthermische Stromerzeugung | p. 591 |
Energetische Nutzung von Biomasse | p. 629 |
Energieeinheiten | p. 635 |
Literatur | p. 637 |
Sachwortverzeichnis | p. 665 |
Einführung und Aufbau | p. 1 |
Energiesystem | p. 1 |
Energiebegriffe | p. 2 |
Weltweiter Energieverbrauch | p. 5 |
Energieverbrauch in Deutschland | p. 7 |
Primär-, End- und Nutzenergieverbrauch | p. 7 |
Verbrauch an elektrischer Energie | p. 10 |
Nutzungsmöglichkeiten regenerativer Energien | p. 11 |
Erneuerbare Energien | p. 11 |
Untersuchte Möglichkeiten | p. 12 |
Aufbau und Vorgehen | p. 13 |
Physikalische Grundlagen | p. 14 |
Systemtechnische Beschreibung | p. 14 |
Ökonomische und ökologische Analyse | p. 15 |
Definition von Referenzanlagen | p. 15 |
Ökonomische Analyse | p. 16 |
Ökologische Analyse | p. 18 |
Potenziale und Nutzung | p. 20 |
Potenziale | p. 20 |
Nutzung | p. 23 |
Konventionelle Vergleichssysteme | p. 23 |
Randbedingungen | p. 24 |
Techniken zur Strombereitstellung | p. 25 |
Systemtechnische Beschreibung | p. 26 |
Dampfkraftwerke | p. 26 |
Gasturbinenkraftwerke | p. 26 |
Gas- und Dampfturbinen-(GuD)-Kraftwerke | p. 26 |
Ökonomische und ökologische Analyse | p. 27 |
Referenzanlagen | p. 27 |
Ökonomische Analyse | p. 28 |
Ökologische Analyse | p. 29 |
Techniken zur Wärmbereitstellung | p. 31 |
Systemtechnische Beschreibung | p. 31 |
Brennstoffversorgung und -lagerung | p. 31 |
Heizkessel und Brenner | p. 31 |
Brauchwarmwasser-Bereitung | p. 32 |
Ökonomische und ökologische Analyse | p. 32 |
Referenzanlagen | p. 32 |
Ökonomische Analyse | p. 33 |
Ökologische Analyse | p. 34 |
Grundlagen des regenerativen Energieangebots | p. 37 |
Energiebilanz der Erde | p. 37 |
Erneuerbare Energiequellen | p. 37 |
Sonnenenergie | p. 37 |
Geothermische Energie | p. 40 |
Energie aus Planetengravitation und -bewegung | p. 41 |
Atmosphäre | p. 42 |
Bilanz der Energieströme | p. 43 |
Solare Strahlung | p. 47 |
Grundlagen des solaren Strahlungsangebots | p. 47 |
Optische Fenster | p. 47 |
Strahlungsschwächung | p. 47 |
Strahlungsspektrum | p. 48 |
Direkt-, Diffus- und Globalstrahlung | p. 49 |
Direktstrahlung auf geneigte, ausgerichtete Flächen | p. 50 |
Diffusstrahlung auf geneigte, ausgerichtete Flächen | p. 52 |
Reflexionsstrahlung auf geneigte, ausgerichtete Flächen | p. 52 |
Globalstrahlung auf geneigte, ausgerichtete Flächen | p. 53 |
Räumliche und zeitliche Angebotscharakteristik | p. 53 |
Strahlungsmessung | p. 53 |
Strahlungsverteilung | p. 54 |
Zeitliche Variationen | p. 54 |
Windenergie | p. 62 |
Grundlagen der Windentstehung | p. 63 |
Mechanismen | p. 63 |
Globale Luftzirkulationssysteme | p. 64 |
Lokale Luftzirkulationssysteme | p. 66 |
Einfluss der Geländestruktur | p. 69 |
Windleistung | p. 70 |
Räumliche und zeitliche Angebotscharakteristik | p. 71 |
Windrichtungs- und -geschwindigkeitsmessung | p. 71 |
Windverteilung | p. 71 |
Zeitliche Variationen | p. 74 |
Häufigkeitsverteilung | p. 77 |
Lauf- und Speicherwasserangebot | p. 79 |
Grundlagen des Wasserangebots | p. 79 |
Wasservorräte der Erde | p. 79 |
Wasserkreislauf | p. 79 |
Niederschlag | p. 81 |
Vom Niederschlag zum Abfluss | p. 81 |
Leistung und Arbeitsvermögen des Wassers | p. 83 |
Räumliche und zeitliche Angebotscharakteristik | p. 85 |
Messung wassertechnischer Kenngrößen | p. 85 |
Niederschlagsverteilung und -variationen | p. 87 |
Flusssysteme, Abflusshöhe und -verlauf | p. 89 |
Speicher | p. 92 |
Photosynthetisch fixierte Energie | p. 93 |
Produktion organischer Masse durch Photosynthese | p. 93 |
Aufbau und Zusammensetzung der Pflanze | p. 93 |
Photosynthese | p. 93 |
Einfluss verschiedener Wachstumsfaktoren | p. 96 |
Räumliche und zeitliche Angebotscharakteristik | p. 101 |
Räumliche Angebotscharakteristik | p. 101 |
Zeitliche Angebotscharakteristik | p. 101 |
Erdwärme | p. 103 |
Grundlagen | p. 103 |
Erdaufbau | p. 103 |
Temperaturgradient | p. 105 |
Wärmeinhalt und Verteilung der Quellen | p. 105 |
Terrestrische Wärmestromdichte | p. 106 |
Wärmebilanz an der Erdoberfläche | p. 107 |
Geothermische Systeme und Ressourcen | p. 107 |
Räumliche und zeitliche Angebotscharakteristik | p. 110 |
Flacher Untergrund | p. 110 |
Tiefer Untergrund | p. 112 |
Passive Sonnenenergienutzung | p. 115 |
Physikalische Grundlagen | p. 115 |
Systemtechnische Beschreibung | p. 117 |
Definitionen | p. 117 |
Begriffe | p. 117 |
Kennzahlen | p. 117 |
Systemkomponenten | p. 119 |
Transparente Abdeckungen | p. 119 |
Verschattungseinrichtungen | p. 122 |
Absorber und Speicher | p. 126 |
Funktionale Systeme | p. 128 |
Direktgewinnsysteme | p. 129 |
indirekte Gewinnsysteme | p. 129 |
Abgekoppelte Systeme | p. 132 |
Wintergärten | p. 133 |
Potenziale und Nutzung | p. 135 |
Potenziale | p. 136 |
Nutzung | p. 136 |
Solarthermische Wärmenutzung | p. 137 |
Physikalische Grundlagen | p. 137 |
Absorption, Emission und Transmission | p. 137 |
Optische Eigenschaften von Absorbern | p. 138 |
Optische Eigenschaften von Abdeckungen | p. 139 |
Energiebilanz | p. 140 |
Allgemeine Energiebilanz | p. 140 |
Energiebilanz des Kollektors | p. 140 |
Wirkungsgrad und solarer Deckungsgrad | p. 142 |
Systemtechnische Beschreibung | p. 144 |
Kollektoren | p. 144 |
Bauteile von Kollektoren | p. 144 |
Montage | p. 146 |
Kollektorbauarten und Anwendungsbereiche | p. 147 |
Daten und Kennlinien | p. 150 |
Kollektorverschaltung | p. 152 |
Weitere Systemelemente | p. 153 |
Speicher | p. 153 |
Mess- und Regeleinrichtungen | p. 158 |
Wärmeträger-Medium | p. 159 |
Leitungen | p. 160 |
Wärmeübertrager | p. 161 |
Pumpen | p. 162 |
Energiewandlungskette und Verluste | p. 162 |
Energiewandlungskette | p. 162 |
Verluste | p. 163 |
Anlagenkonzepte | p. 164 |
Anlagen ohne Umlauf | p. 165 |
Offene Naturumlaufsysteme | p. 165 |
Geschlossene Naturumlaufsysteme | p. 166 |
Offene Zwangsumlaufsysteme | p. 166 |
Geschlossene Zwangsumlaufsysteme | p. 167 |
Anwendungen solarthermischer Anlagen | p. 167 |
Solare Freibadbeheizung | p. 167 |
Kleinanlagen | p. 168 |
Solare Nahwärmesysteme | p. 171 |
Sonstige Anwendungen | p. 173 |
Ökonomische und ökologische Analyse | p. 174 |
Referenzanlagen | p. 174 |
Ökonomische Analyse | p. 177 |
Investitionen | p. 177 |
Betriebskosten | p. 180 |
Wärmegestehungskosten | p. 181 |
Ökologische Analyse | p. 183 |
Lebenszyklusanalyse | p. 184 |
Solarthermische Wärmebereitstellung | p. 184 |
Versorgungssysteme | p. 186 |
Weitere Umwelteffekte | p. 188 |
Herstellung | p. 188 |
Normalbetrieb | p. 188 |
Störfall | p. 189 |
Betriebsende | p. 190 |
Potenziale und Nutzung | p. 190 |
Potenziale | p. 190 |
Theoretisches Potenzial | p. 190 |
Technische Angebotspotenziale (Wärmeerzeugungspotenziale) | p. 190 |
Technische Endenergiepotenziale (Nachfragepotenziale) | p. 191 |
Nutzung | p. 195 |
Photovoltaische Stromerzeugung | p. 197 |
Physikalische Grundlagen | p. 197 |
Bändermodell | p. 197 |
Leiter, Nichtleiter und Halbleiter | p. 198 |
Leiter | p. 198 |
Nichtleiter | p. 199 |
Halbleiter | p. 199 |
Leitungsmechanismen in Halbleitern | p. 199 |
Eigenleitung | p. 199 |
Störstellenleitung | p. 200 |
Photoeffekt | |
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