Category Regenerative Energietechnik

Thermische Zustandsgleichungen

Thermische Zustandsgleichungen sind mathematische Verknupfungen zwischen den thermodynamischen ZustandsgroBen Druck, Temperatur und speziflschem Vo – lumen. Es gilt fur Reinstoffe allgemein

ZGL(p, v, T) = 0 bzw. p = p(v, T) bzw. v = v(p, T) (14.106)

in der volumen – bzw. druckexpliziten Form. Die totalen Differentiale lauten:

rf"=(!)/v+(!)/<r іі4ло7)

bzw.

л’=(!)/р+(!)/г, і4ло8>

Bestimmte partielle Ableitungen des Druckes und des speziflschen Volumens haben in der thermodynamischen Literatur spezielle Bezeichnungen erhalten. Der isobare Volumenausdehnungskoefflzient в

(14.109,

gibt das Verhalten des relativen speziflschen Volumens dv/v bei isobarer Tempera – turanderung wieder, der isotherme Kompressionskoeffizient %

Thermische Zustandsgleichungen Thermische Zustandsgleichungen Thermische Zustandsgleichungen

die relative Anderung des speziflschen Volumens dv...

Read More

Drehzahlvariabler Stall

Beim drehzahlvariablen Stall wird ein Rotor mit fest eingebauten Rotorblattern mit einem Generator mit variabler Drehzahl gekoppelt. Aufgrund der variablen Dreh – zahl ist es moglich, bei Windgeschwindigkeiten unterhalb der Nennwindgeschwin – digkeit durch Reduktion der Drehzahl die Betriebspunkte mit maximaler Leistungs – ausbeute anzufahren. Oberhalb der Nennleistung bleibt die Drehzahl konstant und der Rotor verhalt sich wie eine Stall-Anlage.

Fest auf die Nabe montierte Rotorblatter

Drehzahlvariabler Stall

Aerodynamische Bremse, z. B. verstellbare Blattspitzen

Abb. 8.76 Windkraftanlage mit drehzahlvariablem Stall und Synchrongenerator. Der Generator wird hierbei je nach Ausfuhrung direkt oder mittels eines Getriebes an den Rotor gekoppelt [31].

Read More

Elektrische Energiesysteme

In den vergangenen Jahren ist der Anteil regenerativer Energien an der Stromer – zeugung kontinuierlich angestiegen. Dennoch ist dies nach den in Kap. 1.2.4 be – schriebenen energiepolitischen Zielen der deutschen Bundesregierung erst der Be – ginn eines nachhaltigen und umweltvertraglichen Umbaus des elektrischen Energie – systems (vgl. Abb. 11.1). Der gesetzliche Rahmen wurde bisher vor allem durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gebildet, das als Markteinfuhrungsprogramm zunachst von einer vollstandigen Aufnahme der durch regenerativen Energietrager bereitgestellten elektrischen Energie durch das Verbundnetz ausgegangen ist...

Read More

Innere Energie U

Die Innere Energie, die das Formelzeichen U tragt, umfasst jede Systemenergie nichtmechanischen Ursprungs. Die Deflnitionsgleichung der Inneren Energie lautet entsprechend

U = m ■ U = ESys — ^ Eaussen-

Die speziflsche Innere Energie u ist die auf die Masse des Sytems bezogene Inne­re Energie U. Die Innere Energie umfasst also alle Energien, die im Inneren des Systems gespeichert sind. Dazu zahlen die gesamte ungerichtete kinetische und po­tenzielle Energie der Molekule bzw. Atome der Systemmasse[216]. Zur Inneren Energie zahlen aber auch die chemische Energie, die kernphysikalische und die elektroma – gnetische Energie des Systems.

Innere Energie U

Abb. 14.4 Graphische Darstellung der verschiedenen Anteile der Inneren Energie des Systems (a-d) und seiner AuBeren Energie (e)...

Read More

Thermodynamische Maschinen und Komponenten

Energiewandlungen sind nur dann von technischem Interesse, wenn kontinuierlich Energie ubertragen werden kann. Aus thermodynamischer Sicht ergibt sich daraus die Forderung, dass die Anlage ein offenes System darstellt, dem ein energiereicher Massenstrom zugefuhrt wird. Selbstverstandlich muss die zugefuhrte Masse wieder aus dem System abgefuhrt werden, da sie sich sonst im System anhaufen wurde. Ein geschlossenes System, wie der in Abb. 14.10 dargestellte Zylinder, dessen Mas­se per Definition nicht veranderbar ist, kann nur einmalig Energie aufnehmen oder abgeben. Eine kontinuierliche Energiewandlung ist hier also nicht moglich. Man kann jedoch periodisch dem geschlossenen System Energie zu – und abfuhren, wie es beim Stirlingmotor der Fall ist...

Read More

F ertigungsverfahren

Bei der Fertigung von FKV-Bauteilen konnen unterschiedliche Fertigungsverfahren zum Einsatz kommen. Exemplarisch werden drei verschiedene Methoden aufge – fuhrt, wobei das ausfuhrlich behandelte Vakuum-Injektionsverfahren den Stand der Technik fur die Herstellung von Rotorblattern grofierer Windkraftanlagen darstellt. Beim Handlaminierverfahren werden die Fasern in Form von Gelegen oder Gewe – ben von Hand auf eine Form oder ein Werkstuck aufgelegt und die Matrix ebenfalls von Hand aufgetragen. Der dabei erreichte Faseranteil liegt meist unter 45 Vol.-% [52] [11].

Die notwendigen Werkzeugkosten sind vergleichsweise gering...

Read More

Auslegungsbeispiel

Der Burgerwindpark Roter Berg beflndet sich im Eichsfeld in Thuringen nordost – lich der Ortschaft Reinholterode. Der Windpark besteht aus vier Anlagen vom Typ Enercon E-66, die im Jahr 1999 aufgebaut wurden und einer weiteren Anlage des gleichen Typs, die im Jahre 2003 installiert wurde. Die technischen Daten der Wind – kraftanlagen sind Tabelle 8.10 zu entnehmen.

Tabelle 8.10 Technische Daten der Windkraftanlage E-66/15.66, E-66/18.70 und E-82 E2 des Herstellers Enercon, nach [12], [14] und [22]

Тур

E-66/ 15.66 E-66/18.70 E-82E2

Nennleistung

1500 kW 1800 kW 2300 kW

Rotordurchmesser

66 m 70 m 82 m

Drehzahl

6-18 1/min 10-22 1/min 6-18 1/min

Rotorblattmaterial

Glasfaser/Epoxydharz

Generator

synchron, Ringgenerator, 400 V

Leistungsbegrenzung

Pit...

Read More

Mobilitat

Bei der Frage nach der Zukunft der Mobilitat konkurrieren derzeit Konzepte, die auf Verbrennungsmotoren basieren, aber veranderte Kraftstoffstrategien verfolgen und Konzepte, die auf Elektromotoren basieren und unterschiedliche Speichertech – nologien verfolgen. Von der Automobilindustrie werden diese sehr verschiedenen Ansatze weitgehend parallel verfolgt. Ein technologischer Trend in dieser konzep – tionellen Vielfalt ist zur Zeit noch nicht erkennbar.

Mobilitat

Abb. 13.1 Anteil der Erneuerbaren Energien am Endenergieverbrauch fur Kraftstoffe in Deutsch­land von 1990 bis 2012, nach [3]

Auf dem Markt verfugbar sind derzeit fast ausschliefilich Verbrennungsmotoren, die auf der Basis von Biokraftstoffen arbeiten. Der Anteil der Biokraftstoffe ist in den vergangenen Jahren zwar z. T...

Read More