Im Gegensatz zu den rein mechanischen Energieumwandlungssystemen (Wasserkraft, Windkraft, …) mit jeweils t]Max = als oberste Grenze fur die Prozefigiite besitzen therm ische Systeme zur Bereitstellung mechanischer Energie entsprechend der Energiehierarchie nach Bild 6 eine stets deutlich unterhalb von rjMax = 1 liegende Prozefigtite. Ein extremes Beispiel hierzu ist das zuvor im Detail untersuchte thermohydraulische […]

Die inharente Sicherheit eines Systems ist allein durch die diesem System selbst innewohnende Selbstregelung zu verwirklichen. Nur mit dieser Systemeigenschaft lafit sich bei grofien Gefahrdungspotentialen eine akzeptable Sicherheitsphilosophie aufbauen. Systemeigenschaften besitzen offensichtlich eine hervorragende Bedeutung. Deshalb werden im folgenden die Selbstregelung und andere fur das okologische Verhalten wichtige Systemeigenschaften detaillierter betrachtet. 3.4.1 Selbstregelung Erganzend zu […]

Die Geothermie nutzt die Erdwarme, die wesentlich aus dem radioaktiven Zerfall der Elemente Uran und Thorium im Erdinneren entsteht, die auch in der Erdrinde als Brennstoffe fur kemtechnische Anwendungen zu finden sind und kann oberflachertnah oder erdkemnah angewendet werden. Bei der oberflachennahen Anwendung geht es darum, den Energieeintrag aus der Umwelt zu vergrofiem, um etwa […]

Durch Nutzung des photoelektrischen Effekts (Photovoltaik) kann elek – tromagnetische Strahlungsenergie (Licht) direkt in elektromagnetische Energie (Strom) umgewandelt werden. Hierfiir geeignete Energie – umwandler (Solarzellen) sind Halbleiter mit Diodenverhalten (Bild 45). Bild 45 Dioden-Kennlinie Diese Eigenschaft wird durch gezielten Einbau von Fremdatomen (Dotie – rung) in die beiden Wirtshalbleiterschichten erreich^ die so n-leitend (Anreicherung mit […]

Selbst einfachste Systeme beinhalten in sich chaotisches Verhalten. Dieses mogliche irregulare Verhalten deterministischer Systeme lafit Aussagen der Sicherheitsanalyse (Abschn. 3.3.1) noch fragwurdiger erscheinen. Wir studieren hier exemplarisch ein geometrisch eindimensionales System, das fiir Warmeabfuhrprobleme relevant ist (Bild 101). s < 0 о Bild 101 Modellkreislauf fur Warmeabfuhrprobleme Das geschlossene, kreisformige Rohrleitungssystem vom Querschnitt A und […]

Neben der regenerativen Energietechnik kann es langfristig nur eine Kerntechnik geben, mit der ebenso eine Wasserstoffwirtschaft1 realisierbar ware. Diese Kerntechnik muss wegen des grofien Gefahrdungspotentials katastrophenfrei sein. Dies ist nur moglieh mit neu entwickelten Reaktoren, die inharent sicher sind (Abschn. 33.2, 3.4.1). Solche Reaktoren miissen Seibstregelungsmechanismen besitzen, so dass sowohl die nukleare Abschal – tung […]

Im Gegensatz zum Aufwindkraftwerk wird mit einem Sonnenkollektor die von der Sonne eingestrahlte Energie nahezu vollstandig genutzt, da mit diesem System (Kollektor, Tank, Hin – und Riickfiihrleitung: Bild 51) nicht mechanische, sondern thermische Energie verfiigbar gemacht wird[8], um etwa Brauchwasser aufheizen zu konnen. Damit Bild 51 Sonnenkollektor mit Naturumlaufsystem sich im System uberhaupt ein stationarer […]

Die Erfahrung zeigt, dafi nicht nur urplotzliche Ereignisse, sondern auch Vorgange fiir den Menschen verhangnisvoll werden konnen, die erst nach sehr langer Zeit drastische Veranderungen zeigen. Zur Erlauterung betrachten wir die in Bild 108 skizzierte Trinkwasserforderanlage, die das Wasser aus einem endlichen Grundwasserspeicher vom Volumen V0 entnimmt. Grundwasserspeicher, Vq Bild 108 Trinkwasserversorgung aus endlichem Grundwasserspeicher […]