Kapitel 3: Elektrische Energieerzeugung - regenerativ Flashcards
Welche Turbinenarten für Wasserkraftwerke kennen Sie. Wie werden sie eingesetzt unter Bezug auf Fallhöhe und Durchfluss (qualitativ).
Turbinenarten:
- Francisturbine: mittlere Fallhöhe, mittlere Wassermengen
- Kaplanturbine: geringe Fallhöhe, große Wassermengen
- Peltonturbine: große Fallhöhe, geringe Wassermengen
Nennen Sie mindestens 3 Arten von on shore Wasserkraftwerken.
- Laufwasserkraftwerk
- Speicherkraftwerk
- Kavernenkraftwerk
- Pumpspeicherkraftwerk
Nennen Sie mindestens 2 Arten von off shore Wasserkraftwerken.
- Gezeitenkraftwerk
- Meeresströmungskraftwerk
- Wellenkraftwerk
- Strom-Boje
- Wasserwirbelkraftwerk
Wie ändert sich die Leistung des Windrades mit der Windgeschwindigkeit?
Die Windenergieleistung ist proportional zur Windgeschwindigkeit mit der dritten Potenz: P~v3
Um dem Wind die maximale Energie zu entziehen, wird dieser vom Windrad abgebremst.
Um welchen Wert muss der Wind abgebremst werden?
Welche Energie wird dem Wind entzogen (in %)?
Bremst ein Windrad den Wind auf etwa 1/3 ab, so entnimmt es dem Wind etwa 60% der Bewegungsenergie, was den maximal möglichen Gewinn darstellt.
Was ist der Leistungsbeiwert von Windkraftanlagen?
Bruchteil der Leistung P0. Die Leistung die den Wind entzogen wird.
Welche zwei Arten von Windkraftanlagen gibt es grundsätzlich.
Welche Leistungsbeiwerte erreichen diese?
- Widerstandläufer mit Cp = 0,2.
- Auftriebsläufer mit Cp = 0,4.
Windkraftanlagen mit vertikalen 3-Blattrotoren können ausgeführt werden als:….?
Nennen Sie je einen Vorteil und Nachteil.
Leeläufer : optimale azimutale Ausrichtung (richtet sich von selbst aus). Größere mechanische Beanspruchung der Konstruktion.
Luvläufer: muss mittels „Azimutbremsen“ stabilisiert werden. Einfachere Mechanik.
Was ist eine Brennstoffzelle ?
Eine galvanische Zelle, die die chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie wandelt.
Skizzieren Sie eine Standard-PEM (PEFC)-Brennstoffzelle. Woraus wird die Protonen-Austauscher-Membran üblicherweise hergestellt. Mit welchem Katalysator werden die Elektroden beschichtet? Was wird als Brennstoff und Oxidationsmittel verwendet? Ordnen Sie die Polaritäten zu.
PEM: Ionenaustauschermembran aus sulfoniertem Polystyrol Elektroden werden mit Platin beschichtet H2 und O2
Wie hoch ist etwa die maximale solare Strahlungsleistung auf der Erde?
ca. 1000W/m²
Wie hoch ist etwa die maximale solare Strahlungsenergie in Deutschland pro Jahr und m2?
ca. 1000kWh/a*m²
Der Energieinhalt der Solarstrahlung ist abhängig von …….? Geben Sie die Gleichung an.
Abhängig von der Wellenlänge bzw. der Frequenz.
E= (h*c) / λ = h*v
Welche Halbleiterarten kennen Sie? Nennen Sie jeweils ein Beispiel.
- Klassische: Silizium
- Extrinsische: Phosphor
Skizzieren Sie den Aufbau einer kristallinen Si-PV-Solarzelle. Zeichnen Sie den pn-Übergang mit dem elektrischen Feld ein. Mit welchen Elementen wird der pn-Übergang üblicherweise erzeugt? Welche Funktion hat der pn-Übergang. Zeichnen Sie die Polaritäten ein.
P-dotiertes Silizium (aluminium), N-dotiertes Silizium (phosphor). Pn-Übergang bewirkt ein elektrisches Potential.
Aufgabe zur Kennlinie einer PV-Solarzelle (PV-Modul): MPP, UMPP,IMPP, ISC, UOC
