Category Regenerative Energietechnik

Das Momentenlager

Beim Einsatz eines Momentenlagers wird die Welle in einem einzigen Lager gela – gert. Im Gegensatz zur Dreipunkt-Lagerung ubernimmt jedoch hierbei das Momen­tenlager die Funktion des zweiten Hauptlagers, sodass das verbliebene Lager der Rotorwelle alle am Rotor angreifenden Lasten bis auf das Moment um die Wellen – achse aufnimmt [39]. Wie bei der Vierpunkt-Lagerung entsteht zusammen mit der Drehmomentstutze ein statisch unbestimmtes System, in dem in analoger Weise zur Vierpunkt-Lagerung wieder Zwangskrafte auftreten konnen.

Die fur den Offshore-Einsatz konzipierte WEA BARD 5.0 nutzt als Momentenlager ein doppelreihiges Kegelrollenlager [33], wie es in Abb. 8.61 dargestellt ist.

Read More

Elektrische Speichertechnologien

Elektrische Energiespeicher decken eine grofie Bandbreite unterschiedlicher Anfor – derungen ab. Sie flnden Anwendung in portablen, mobilen und stationaren Syste – men. Portable Anwendungen wie Gerate der Informations-, Kommunikation – oder Unterhaltungstechnik sind durch kleine Leistungen bei eher langen Entladezeiten gekennzeichnet. Dieser Bereich wird von Batterien und Akkumulatoren dominiert. Bei mobilen Anwendungen wie in der Traktion von Kleinfahrzeugen oder PKWs bestimmen bei mittleren elektrischen Leistungen die volumetrische und gewichts – bezogene Energiedichte des Speichers das Speichermedium. Hier konkurrieren Ak­kumulatoren mit Wasserstoffspeichern, ohne dass bisher eine technologische Rich – tungsentscheidung gefallen ist...

Read More

Brennstoffzellengespeiste Elektrofahrzeuge

Die Bereitstellung der elektrischen Energie fur die Elektromotoren erfolgt hier mit – tels einer Brennstoffzelle, die Wasserstoff, Methan oder Methanol verarbeitet. Eine Brennstoffzelle ist ein Elektroden-Elektrolyt-System, das chemische Energie durch eine sog. kalte Verbrennung mit Luftsauerstoff in elektrische Energie umwandelt. Die Speicherung des eingesetzten Brennstoffes kann in Druck-, Flussig – oder Me- tallhydridspeichern erfolgen, bzw. im Fall von Methanol in Tanks. Die realisierte Energiedichte von Wasserstoffspeichern liegt zwischen 1,3 und 1,9 kWh/kg und da – mit deutlich uber der von Akkumulatoren. Allerdings ist fur eine Vergleich der bei – den Antriebskonzepte noch der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle von etwa 50 Pro – zent mit in Betracht zu ziehen.

Brennstoffzellengespeist...

Read More

Zustandsgleichungen

Mit Hilfe der Gibbschen Phasenregel kann die Anzahl von unabhangigen intensiven yi bzw. speziflschen ZustandsgroBen xi zur Beschreibung der Materieeigenschaften ermittelt werden. Die Gibbsche Phasenregel berechnet aus der Anzahl der Kompo – nenten in einem System K und der Anzahl der Mischphasen P den Freiheitsgrad f des Systems. Es gilt

f = K + 2 – P. (14.105)

Die Zustandsgleichung zur Beschreibung einer Materialeigenschaft eines Systems mit f Freiheitsgraden benotigt die gleiche Anzahl unabhhangiger intensiver Zu- standsgrofien, es gilt damit ZGL(y1..yn, x1. ..Xf-n) = 0.

^ Beispiel

In einem Glaszylinder beflndet sich ein gasformiges Gemisch aus den Gasen Stick – stoff und Kohlendioxid...

Read More

Stall-Anlagen

Stall-Anlagen bestehen aus einem Rotor mit fest montierten, nicht drehbar gelager – ten Rotorblattern. Der Rotor ist in der Regel uber ein Getriebe mit einem Asyn – chrongenerator verbunden. Unter der Annahme, dass der Generator in ein Netz mit konstanter Frequenz einspeist, ist die Drehzahl, die durch den Generator vorgegeben wird, annahernd konstant. Ubersteigt die Windgeschwindigkeit die Nennwindge – schwindigkeit, ist zum Schutz vor Uberlastung eine Leistungsbegrenzung erforder – lich. Bei Stall-Anlagen wird dies durch den Abriss der Stromung auf der Oberseite der Rotorblatter realisiert.

Fest auf dieNabe montierte Rotorblatter

Stall-Anlagen

Aerodynamische Bremse, z. B. verstellbare Blattspitzen

Abb. 8.75 Windkraftanlage mit Stall-Regelung und Asynchrongenerator [31]

Erhoht sich die Anstromge...

Read More

Thermochemische Speicher

Speicherprinzip

Die Warmespeicherart mit der theoretisch hochsten Warmespeicherdichte bilden die thermochemischen Warmespeicher. Sie speichern Warme reaktiv als chemische innere Energie. Grundsatzlich sind alle reversiblen chemischen Reaktionen geeig – net, bei denen eine hohe Reaktionsenthalpie freigesetzt bzw. gebunden wird. Da der Reaktionsablauf im Bereich des erforderlichen Nutztemperaturniveaus erfolgen muss, schrankt sich die Zahl der moglichen Reaktionen aber erheblich ein. Zudem sollen die chemischen Reaktionspartner ungiftig sein und eine gute Warmeuber – tragung ermoglichen. Als besonders geeignet gelten Dissoziationsreaktionen, bei

denen die Differenz der Molzahlen der Edukte und Produkte besonders gro6 ist und damit die Entropie stark zunimmt...

Read More

Die Energie des Systems

Alle in der Praxis unterschiedenen Erscheinungsformen der Energie lassen sich durch die Verknupfung einer mengenartigen (extensiven) ZustandsgroBe des Ener – gietragers und einer energiekonjugierten intensiven ZustandsgroBe nach Gl. (14.1) darstellen.

Die Tabelle 14.1 zeigt in einer (nicht vollstandigen) Ubersicht die moglichen Ener – giespeicher eines Systems. Jedem Energiespeicher ist jeweils eine extensive und eine intensive ZustandsgroBe zugewiesen.

Tabelle 14.1 Zusammenstellung der moglichen Energiespeicher eines Systems (nach [21]).

Energie

Erscheinungsform

Extensive ZustandsgroBe

Energiespeicher

Intensive ZustandsgroBe

„Fiillstand"

Translatorische kin. Energie dE — c dJ

Impuls dJ in kg m/s

Geschwindigkeit c in m/s

Rotatorische kin. Energie dE — ю dL

Dr...

Read More

Destillation

Beim Verdampfen eines binaren Gemischs ist die Dampfphase reicher an der leich­ter siedenden Komponente A als die Flusigphase. Wird die Dampfphase entnommen und durch Warmeabfuhr kondensiert, erhalt man eine Flussigkeit, die eine hohere Konzentration £gi > aufweist. Die Abb. 14.22 zeigt vereinfacht diesen Vorgang, den man (instationare) Destillation nennt. Durch wiederholtes Destillieren kann die Konzentration der Komponente A im Gemisch immer weiter erhoht werden.

Bei der stationaren Destillation werden einem Verdampfer mehrere Kondensato – ren hintereinandergeschaltet. In jedem Kondensator wird nur ein Teilstrom konden­siert, der als Rucklauf dem vorgeschalteten Kondensator wieder zugefuhrt wird. Die Dampfphase konzentriert sich von Stufe zu Stufe auf.

Bei azeoptropen Gemischen ist ein...

Read More