Energie

Richtig bewerten und sinnvoll nutzen

verfasst von: Heinz Herwig

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Buchreihe : essentials

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Heinz Herwig vermittelt eine klare Vorstellung davon, was Energie aus physikalischer Sicht ist und in welchen Formen sie auftreten kann. Es werden grundlegende mechanische, vor allem aber auch thermodynamische Zusammenhänge erläutert, bevor an konkreten Beispielen (Wärmeübergang, GuD-Kraftwerke, Wärmepumpen) gezeigt wird, wie mit Energie verantwortlich umgegangen werden kann, wie Energie richtig bewertet und sinnvoll genutzt werden sollte. Im Zuge dieser Erläuterungen wird der Exergie-Begriff eingeführt und ausführlich behandelt. Mit diesem Begriff kann die Qualität von Energie sehr anschaulich dargestellt werden.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung: Der Energiebegriff im Alltag

Zusammenfassung

Typische Zeitungsüberschriften im Zusammenhang mit der Berichterstattung zu energierelevanten Themen lauten etwa wie folgt:

„Energieverbrauch innerhalb eines Jahrzehnts verdoppelt“
„Energieverbrauch: Die verkannten Energiefresser“
„Energieverbrauch beim Sport berechnen“

Heinz Herwig

2. Energie aus thermodynamischer Sicht

Zusammenfassung

Um sich einer präzisen Definition der Größe Energie anzunähern, soll zunächst noch einmal der zuvor erwähnte mechanische Energiebegriff aufgegriffen werden, jetzt aber mit Hilfe eines präziser formulierten Beispiels.

Heinz Herwig

3. Energiebewertung, der Exergie-Begriff

Zusammenfassung

Bei der Frage nach der „Qualität“ verschiedener Energieformen spielt die innere Energie der Stoffe, die ein System bilden, eine besondere Rolle. Wie bereits erläutert, ist sie makroskopisch durch die Temperatur und den Druck charakterisiert, die z. B. in einem Fluid als Teil eines thermodynamischen Systems herrschen. Um nun einen wie auch immer gearteten Prozess in Gang zu setzen, sind Druckunterschiede erforderlich, wenn es zu Fluidströmungen kommen soll und Temperaturunterschiede, wenn man möchte, dass ein Wärmestrom fließt.

Heinz Herwig

4. Energieentwertung in technischen Prozessen

Zusammenfassung

Energie verliert dann an Wert, wenn ihr Exergieteil sinkt, d. h. wenn Exergie, warum auch immer, vernichtet wird. Eine solche Exergievernichtung tritt aus thermodynamischer Sicht immer dann auf, wenn Prozesse nicht ideal, d. h. reversibel verlaufen, sondern wie stets in der Realität mit irreversiblen Anteilen behaftet sind. Solche Irreversibilitäten treten z. B. in einem Strömungsfeld auf, weil Reibungskräfte wirken, wie dies eingangs am Beispiel des realen, schwingenden Pendels erläutert worden war. Die damit verbundene Umwandlung von mechanischer Energie (reine Exergie) in innere Energie (weitgehend Anergie), wird als Dissipation mechanischer Energie bezeichnet, was nichts anderes als ihre (teilweise) Vernichtung meint.

Heinz Herwig

5. Richtige Energiebewertung, ein Beispiel

Zusammenfassung

Neben der Frage, ob ein bestimmter Prozess den gewünschten Verlauf nimmt bzw. den beabsichtigten Effekt erzielt, ist von Interesse, mit welchen Verlusten dies verbunden ist. Da beide Aspekte (Prozesserfolg und damit verbundene Verluste) zunächst voneinander unabhängig sind, müssen prinzipiell auch zwei Kennzahlen herangezogen werden, um einen Prozess vollständig zu charakterisieren.

Heinz Herwig

6. Sinnvolle Energienutzung, zwei Beispiele

Zusammenfassung

Im Sinne des Essential-Untertitels zu diesem Band ENERGIE werden abschließend zwei Beispiele für eine sinnvolle Energienutzung ausführlich dargestellt und erläutert. Dabei ist es jetzt möglich, den Aspekt der „sinnvollen“ Energienutzung in dem Sinne zu konkretisieren, dass es darum geht, Energie stets in ihren Exergie- und Anergieteilen zu sehen und, wo immer es möglich ist, Exergievernichtung zu vermeiden.

Heinz Herwig

7. Schlussbemerkung

Zusammenfassung

Selbst wenn Zeitungsüberschriften auch in Zukunft nicht „Exergieverbrauch innerhalb eines Jahrzehnts verdoppelt“ heißen werden, sollte der Exergiebegriff doch allmählich Eingang in den Alltags-Sprachgebrauch finden. Nur eine physikalisch korrekte Sicht auf die Energie und alle damit zusammenhängenden Prozesse kann dazu führen, dass sich der Exergieverbrauch innerhalb des nächsten Jahrzehnts NICHT verdoppelt!

Heinz Herwig

Backmatter

Titel: Energie
verfasst von: Heinz Herwig
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-12920-0
Print ISBN: 978-3-658-12919-4
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-12920-0