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Was das Mögliche ins Wirkliche treibt:

Was das Mögliche ins Wirkliche treibt:. Energie Aufwand – Dichte – Preis. Inhalt des Vortrags. Hauptsätze der Thermodynamik Wirkungsgrad – Gesamtwirkungsgrad Energetische Leistung körperl . erfahrbar Unser Verbrauch als Leistung und sein rechnerischer Flächenverbrauch. Erster Hauptsatz:

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Was das Mögliche ins Wirkliche treibt:

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Presentation Transcript

  1. Was das Mögliche ins Wirkliche treibt: Energie Aufwand – Dichte – Preis

  2. Inhalt des Vortrags • Hauptsätze der Thermodynamik • Wirkungsgrad – Gesamtwirkungsgrad • Energetische Leistung körperl. erfahrbar • Unser Verbrauch als Leistung und sein rechnerischer Flächenverbrauch

  3. Erster Hauptsatz: Energie kann von der einen in die andere Form umgewandelt werden, sie kann aber weder erzeugt noch vernichtet werden. Zweiter Hauptsatz: -- Energie ist nicht in beliebigem Maße in andere Energiearten umwandelbar -- Bei einer spontanen Zustandsänderung vergrößert sich die Entropie (das Maß für die Unordnung) -- Wärme fließt vom wärmeren zum kälteren GegenstandDritter Hauptsatz: Beim absoluten Nullpunkt ist die Entropie einer idealen, kristallinen Substanz null.

  4. Wirkungsgrad

  5. Eingespeiste Leistung 100% Licht 5 % Verlustleistung (Wärme) 95%

  6. Exergie und Anergie der Wärme

  7. Theoretischer Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine

  8. Typische Beispiele (Kraftwerke): Wasserkraftwerk: 80-90 % GuD-Kraftwerk (Erdgas): 50-60 % Wärmekraftwerk (Kohle): 30-40 % Windkraftanlage: bis 50 % Fotovoltaik: 10-17 %

  9. Beispiele Wirkungsgrad (Maschinen): Dampfmaschine: 0,5-20 % Ottomotor: bis 37 % Dieselmotor (PKW): bis 45 % Elektromotor: bis 99 %

  10. Beispiele Wirkungsgrad (Geräte): Glühbirne: 3-5 % Leuchtstoffröhren 30-50 % Natriumdampf-Niederdrucklampe: bis 75 % Gasherd: 30-40 % Elektroherd: 50-60 %

  11. Gesamtwirkungsgrad Licht aus Kohle 1 Steinkohleeinheit = 1kg = 7.000 kcal = 8 kWh

  12. Gesamtwirkungsgrad Rohöl – bewegte Personen1 Erdöleinheit = 1 kg = 10.000 kcal = 12 kWh

  13. Aufwand für Energiedienstleistungen • Energiefahrrad: • 20 Watt Energiesparlampe • 50 Watt Fernseher • 100 Watt Wasser erwärmen 1 Liter von 10 auf 100° in ca. 1 Stunde 1 Kilowattstunde = 10 Stunden Treten mit 100 W 1 Erdöleinheit (1 kg) = 12 kWh = 120 Stunden mit 100 W

  14. 1 Liter Wasser von 10 auf 100°C Definition kcal = Wärmemenge um 1 kg Wasser um 1°C zu erwärmen 1 kcal = 4,2 kJ = 4,2 Ws  90 kcal = 378 kJ = 378 kWs Bei 100 Watt  3.780 sek = 63 Minuten

  15. Mit wie viel Watt brennen wir? Watt pro Kopf – 24 Stunden am Tag: • Was wir leisten: 100 W • Was wir verbrauchen: 6000 W • Was wir brauchen: 2000 W • Norwegen: 12.600 W • USA: 10.500 W • Ö/DL/CH 5.600 W • Welt: 2.200 W • China: 1000 W • Indien: 700 W • Afrika: 470 W

  16. Rechnerischer Flächenaufwand bei Energiebereitstellung aus landwirtsch. Biomasse Beispiel Biodiesel aus Raps: Ca. 3 Tonnen Raps/ha*a  1.200 l Biodiesel  1,23 kW / ha Beispiel Bioethanol aus Zuckerrüben: Ca. 62 Tonnen Zuckerrüben/ha*a  6.600 l Bioethanol  4,4 kW / ha Beispiel Biogas aus Maissilage: Ca. 45 Tonnen Maispflanzen/ha*a  4650 m3 Biomethan Entspricht etwa 4600 l fossilem Diesel  4,7 kW / ha Fotovoltaik: 50 % der Fläche, 10 % Wirk.gr. 1000 Vollaststunden: ca. 60 kW

  17. Energ. Bedeutung landw. Biomasse für Ö. • Biogene Kraftstoffe: 7 % des Kraftstoffverbrauchs 2009 • Biodiesel: ca. 19,4 PJ • Pflanzenöl: ca. 0,7 PJ • Ethanol: ca. 2,3 PJ • Biogas: knapp 2% des Erdgasverbrauchs 2008 (ca. 5,7 PJ) • Stromerzeugung in Biogas-BHKWs: ca. 0,8% des Strombedarfs • 8 Biomethan-Anlagen in Betrieb • Biogene Festbrennstoffelw. Herkunft: ca. 0,55 PJ • Kurzumtriebsholz und Miscanthus: ca. 0,35 PJ (ca. 2.000 ha) • Stroh: ca. 0,2 PJ (ca. 12.000 t) • In Summe ca. 29 PJ (ca. 2% des ges. Primärenergieverbrauchs bzw. 15% der Biomassenutzung 2008) • Benötigte Ackerfläche: ca. 550.000 ha (knapp 40% der österr. Ackerfläche) „Netto-Flächenbedarf“*: ca. 340.000 ha (ca. 24% d. österr. Ackerfläche) *) Berücksichtigung der als Futtermittel genutzten Nebenprodukte (Berechnung auf Basis des Heizwertes)

  18. Danke für ihre Aufmerksamkeit • Mag. Andreas Vormaier • Technisches Museum Wien • Leitung Energie und Bergbau • Mariahilfer Straße 212 • A-1140 Wien • Tel.: +43 01 89998/2400 • Andreas.Vormaier@tmw.at

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