Dezentrale Energieversorgung mit regenerativen Energien: Technik, Märkte, kommunale Perspektiven (German Edition)

Description

Das vorliegende Buch bietet eine Übersicht und Einführung in die Verfahren regenerativer Energiegewinnung sowie deren technische Grundlagen. Es ist als Lehrbuch konzipiert und kann auch als Handbuch und Nachschlagewerk eingesetzt werden. Ferner sind Verfahren berücksichtigt, die in Europa nicht gängig sind, wie z. B. Aufwindkraftwerk oder Solarteich. Damit ist es für internationale Projekte und im Umfeld technischer Zusammenarbeit einsetzbar. Neben der intensiven Auseinandersetzung mit technologischen Aspekten steht die systemische Betrachtung der Energieversorgung im Mittelpunkt. Außerdem sind Konzepte zur Entwicklung des ländlichen Raums sowie Finanzierungs- und Marktmodelle besprochen. Durch zahlreiche Backgroundinformationen („Abflussgrößen in der Hydrologie“ oder „Weltweiter Kostenvergleich von Photovoltaikanlagen“) kann das Grundlagenwissen eigenständig erweitert werden und das Buch je nach Studienphase zur Intensivierung und Wiederholung der Lerninhalte immer wieder herangezogen werden. Berechnungen sind an konkreten Fragestellungen durchgeführt. Auf diese Weise regt der Autor an, das angeeignete Wissen zur kritischen Einschätzung von Sachverhalten zu verwenden.  Vorwort Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Verzeichnis der Infoboxen 1 Technologien 1.1 Die Energiewende ist mehr als ein Ausstieg aus der Kernenergie 1.2 Konventionelle Versorgung 1.2.1 Konventionelle Energieträger 1.2.1.1 Kohle 1.2.1.2 Erdöl 1.2.1.3 Erdgas 1.2.1.4 Uran/Kernspaltung 1.2.1.5 Kernfusion 1.2.2 Konventionelle Versorgung 1.3 Regenerative Technologien 1.3.1 Solartechnologien 1.3.1.1 Solarkonstante 1.3.1.2 Ekliptik 1.3.1.3 Airmass 1.3.1.4 Spektrum der Solarstrahlung 1.3.1.5 Solare Einstrahlung 1.3.1.6 Direkte und diffuse Strahlung 1.3.1.7 Photovoltaik 1.3.1.7.1 Halbleiter 1.3.1.7.2 Charakterisierung von Solarzellen 1.3.1.7.3 Standard Testbedingungen (STC) 1.3.1.7.4 Wirkungsgrad 1.3.1.7.5 Shockley-Queisser-Grenze 1.3.1.7.6 Zellen, Module, Strings 1.3.1.7.7 Langzeitstabilität 1.3.1.7.8 BOS – Balance of System 1.3.1.7.9 Kosten, Markt, Gridparity 1.3.1.7.10 Technische Weiterentwicklung 1.3.1.7.11 Beitrag zur Stromversorgung 1.3.1.8 Solarthermie 1.3.1.8.1 Spektrale Eigenschaften von Temperaturstrahlern 1.3.1.8.2 Kollektorkennlinie für nichtkonzentrierende Kollektoren 1.3.1.8.3 Solarkollektortypen 1.3.1.8.4 Nutzung solarthermischer Wärmeenergie 1.3.1.8.5 Konzentrierende Systeme 1.3.1.8.6 Optische Konzentratoren 1.3.1.8.7 Solarkonstante und maximale Absorbertemperatur 1.3.1.8.8 Kollektorkennlinie konzentrierender Systeme 1.3.1.8.8.1 Parabolrinnen 1.3.1.8.8.2 Parabolspiegel 1.3.1.8.8.3 Fresnellinsen 1.3.1.8.8.4 Heliostaten 1.3.1.8.9 Solarthermische Kraftwerksprojekte 1.3.1.8.10 Aufwindkraftwerk 1.3.1.8.11 Solarteich 1.3.2 Wind 1.3.2.1 Entstehung von Wind 1.3.2.2 Ressource Wind 1.3.2.3 Klassifizierung der Windgeschwindigkeit 1.3.2.4 Bestimmung der Windgeschwindigkeit 1.3.2.5 Windaufkommen 1.3.2.6 Leistung der Windströmung 1.3.2.7 Anlagenbetrieb 1.3.2.8 Aerodynamik – Auftriebseffekt 1.3.2.9 Aerodynamik – Widerstandseffekt 1.3.2.10 Antriebskonzept 1.3.2.11 Generatoren 1.3.2.12 Antriebsstrang 1.3.2.13 Anlagenauslegung 1.3.2.14 Ertragsbestimmung 1.3.2.15 Windpark 1.3.2.16 Repowering 1.3.3 Wasserkraft 1.3.3.1 Ressource Wasser 1.3.3.2 Wasserkraft 1.3.3.3 Wasserturbinen 1.3.3.4 Wasserkraftwerke 1.3.3.5 Pumpspeicher 1.3.3.6 Weltweite Potenziale 1.3.3.7 Meerestechnologie 1.3.3.7.1 Wellenkraftwerk 1.3.3.7.2 Meeresströmungskraftwerk 1.3.3.7.3 Tidenhubkraftwerk 1.3.3.7.4 Salzgradientenkraftwerk 1.3.3.7.5 Temperaturgradientenkraftwerk 1.3.4 Biomasse 1.3.4.1 Landnutzung 1.3.4.2 Effizienz 1.3.4.3 Speicher und Flexibilität 1.3.4.4 Stromerzeugung 1.3.4.5 Wärme 1.3.4.6 Kraftstoffe 1.3.5 Geothermie 1.3.5.1 Entstehung 1.3.5.2 Ressource 1.3.5.3 Nutzung 1.3.5.3.1 Hydrothermal 1.3.5.3.2 Petrothermal 1.3.5.4 Anwendungsbereiche 1.3.5.4.1 Hochtemperatur 1.3.5.4.2 Niedertemperatur 1.3.5.4.3 Wärmepumpe 1.3.5.4.4 Solarer Erdwärmespeicher 1.3.5.4.5 Stromerzeugung 2 Aspekte der Dezentralität 2.1 Sozial und ökonomisch 2.1.1 Politische und wirtschaftliche Abhängigkeit 2.1.2 Beschäftigung 2.1.3 Strukturen der Energieversorgung 2.1.4 Entwicklung des ländlichen Raums 2.2 Technisch und ökologisch 2.2.1 Ausgleich von Verbrauch und Erzeugung 2.2.2 Netzausbau 2.2.3 Versorgungssicherheit und Netzverluste 2.2.4 Energieklippe 2.2.5 Energiedichte 2.3 Versorgung mit fluktuierenden Energieträgern 2.3.1 Energiemix 2.3.2 Flexibilisierung 2.3.3 Systemischer Ansatz 3 Strommarkt 3.1 Einführung 3.2 Marktmechanismus 3.3 Kapazität oder Flexibilität Nachwort Literatur Stichwortverzeichnis