Regenerative Energien an der Universität Bochum
Karteikarten und Zusammenfassungen für Regenerative Energien an der Universität Bochum
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Beispielhafte Karteikarten für Regenerative Energien an der Universität Bochum auf StudySmarter:
Was ist der Unterschied zwischen Brutto- und Nettoleistung eines Kraftwerks?
- Bruttoleistung: durch Generator erzeugte Leistung
- Nettoleistung: Bruttoleistung abzüglich des Eigenverbrauchs des Kraftwerks bzw. Leistung, die Kraftwerk an das Netz abgibt
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Erklären Sie die Begriffe „Ausnutzungsdauer“, „Benutzungsgrad“ und „Capacity-Factor“.
- Ausnutzungsdauer (Volllaststunden): Zeit, die Kraftwerk unter Nennlast laufen müsste, um gleiche Menge Energie zu erzeugen, die es tatsächlich im betrachteten Zeitraum (meistens 1 Jahr) erzeugt hat
- Benutzungsgrad & Capacity-Factor geben an, wie viel % der Nennleistung die Anlage fiktiv konstant über ein ganzes Jahr laufen müsste, um die gleiche Menge Energie zu erzeugen, die sie tatsächlich erzeugt hat; Berechnung: Quotient aus Ausnutzungsdauer und den 8760 h eines Jahres
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Was bezeichnet man in der Elektrizitätswirtschaft als gesicherte Leistung, was als ungesicherte Leistung? Nennen Sie jeweils zwei Beispiele!
- Gesichert: Es ist weit im Voraus planbar, wann und wie viel Leistung zur Verfügung steht, z. B. Kohlekraftwerke, Kernkraftwerke, usw.
- Ungesichert: Nur bedingt oder gar nicht planbar, z. B. Wind- und Sonnenanlagen
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Welche Energieträger werden vorwiegend in der Grundlaststromerzeugung eingesetzt, welche in der Spitzenstromerzeugung? Wie groß ist die Ausnutzungsdauer in diesen beiden Bereich in etwa?
Grundlast: Kern-, Braunkohle- und Laufwasserkraftwerke, AD 6000-8000 h/a
Mittelllast: Kohle-, Erdgaskraftwerke
Spitzenstromlast: Gasturbinen- und Pumpspeicherkraftwerke, AD <1000 h/a
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Sortieren Sie die Energieträger nach Ausnutzungsdauer.
Ausnutzungsdauer (AD) [h/a]: Kern (6900) > Braunkohle (6400) > Erdgas (3000) > Steinkohle (2800) > Wind (2000) > Photovoltaik (1000)
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Wie hoch sind die Maxima des Leistungsbedarfs Deutschlands im Sommer & Winter in GW?
Leistungsbedarf:
- Sommermaximum ~ 45 GW
- Wintermaximum ~ 80 GW
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Warum wird die elektrische Energie auf möglichst hohem Spannungsniveau so nah an den Verbraucher herangeführt wie möglich?
- Verluste durch Widerstände der Leitungen zu verringern
- für Leistungsverluste gilt: Pl ~ 1/U² mit U: Spannungsniveau der Leitung
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Was ist die Ursache dafür, dass in einem elektrischen Netz zu jeder Zeit die eingespeisten und verbrauchten Wirk- und Blindleistungen ausgeglichen sein müssen? Welche Größen werden hierzu als Regelgrößen verwendet?
- Wird mehr Wirkleistung verbraucht als eingespeist, fällt die Netzfrequenz und umgekehrt
- Netzfrequenz ist hier die Regelgröße
- Durch Blindleistung entstehen Ströme im Netz, die zu Verlusten auf den Leitungen führen und Netz unnötig belasten
- Regelgröße ist hier der Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung, der mit cos(phi) bezeichnet wird
- Winkel sollte im Idealfall bei Null liegen, damit der cos(φ) bei eins liegt
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An welche Spannungsebene muss beispielsweise ein kleiner Windenergiepark, im dem drei 1,5 MW Windenergiekonverter installiert sind, angeschlossen werden? Begründen sie ihre Antwort!
- Mittelspannungsnetz
- Je nach Gegebenheiten im Bereich von 10-30kV
- Anschluss an Hochspannungsnetz (110kV) ist meistens zu teuer
- Anschluss an Niederspannungsnetz (400/230V) ist nicht möglich, da dieses die eingespeiste Leistung bei üblichen Leitungsquerschnitten nicht übertragen kann
- Außerdem würden zu große Spannungsschwankungen auftreten bei unterschiedlicher Einspeisung
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Wie wird die Differenz zwischen schwankendem Angebot von Strom aus erneuerbaren Energien und der Nachfrage nach Elektrizität durch den Verbraucher ausgeglichen? Was bezeichnet man in diesem Zusammenhang als Regelleistung?
- Durch Kraftwerke, die schnell ihre Leistung variieren können, also regelbar sind (Regelleistung)
- z. B. Pumpspeicheranlagen, Gasturbinenanlagen und „angedrosselte“ Dampfkraftwerke
- Letztere fahren dann z. B. nur mit 95% ihrer Nennleistung und können relativ schnell um 5% nach oben oder unten ihre Leistung verändern
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Welche der im Übersichtsblatt „Erneuerbare Energien“ angeführten Techniken sind technisch erprobt und werden im energiewirtschaftlichen Maßstab angewendet? (12)
- Geothermisches Kraftwerk
- Geothermisches Heizwerk
- Laufwasserkraftwerk
- Windenergiekonverter
- Wärmepumpenanlagen
- Biomassekraftwerke
- Biomassekonversionsanlagen
- Holz-Strohöfen
- Solarzelle
- Thermischer Kollektor
- Thermisches Kraftwerk
- Gezeitenkraftwerk
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Welche der im Übersichtsblatt „Erneuerbare Energien“ genannten technischen Optionen existieren bisher nur auf dem Papier bzw. in der Grundlagenforschung im Labor?
- Gletschereiskraftwerke
- Fotolyseeinrichtungen
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