By Prof. Dr.-Ing. Jochem Unger (auth.)

Das Buch betrachtet die technisch wichtigen Auslegungs- und Sicherheitskriterien fur konventionelle, nukleare und regenerative Energiesysteme. Es zeigt die Auswirkungen des menschlichen Wirtschaftens, legt dar wie diese zu beurteilen und zu berucksichtigen sind, und welche Auswege moglich sind, auch wenn umweltrelevante Entscheidungskriterien prinzipiell nicht quantifizierbar sind. Zusatzlich werden auch gesellschaftspolitische Aspekte ins Spiel gebracht, die hin zu einem humanen volkswirtschaftlichen Prozess fuhren, der das okologische Minimalprinzip gerade vollstandig ausschopft. Die anschauliche Darstellung der Sachverhalte mit Hilfe einfachster mathematischer Modelle setzt nur elementare Kenntnisse der Mathematik und der jeweils relevanten Fachdisziplinen voraus. Zur Vertiefung und Ubung sind zahlreiche Aufgaben mit Angabe des Losungswegs beigefugt.

Das Buch wurde fur die neue Auflage vollstandig uberarbeitet. Insbesondere wurden die technischen Aspekte dieses in rasanter Bewegung befindlichen Gebietes auf den neuesten Stand gebracht.

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Zur verbesserten Ausnutzung der eingesetzten Energie setzt Verbraucher mit Strom- und Wärmebedarf voraus. Soll dagegen der Wirkungsgrad in reinen Kraftwerken, die allein der Strombereitstellung dienen, verbessert werden, muß der Exergieanteil (Bild 42) möglichst groß gemacht werden. Dieses ungleich schwieriger zu erreichende Ziel wird durch "Carnotisieren" des Kreisprozesses (Anpassung an Idealprozeß) etwa verfahrenstechnisch durch Vorwärmung und Überhitzung des Arbeitsmediums erreicht. Da aber die hohen Verbrennungstemperaturen beispielsweise bei der Erzeugung von Wasserdampf gar nicht genutzt werden können, liegt es nahe, den Exergiegehalt des Verbrennungsgases durch Vorschalten eines Gasturbinenprozesses auf dem Niveau der hohen Verbrennungstemperaturen vollkommener zu nutzen, wie dies in kombinierten Gas-Dampf-Kraftwerken (GuD) heute realisiert wird [4], [6).

Um auch den 2. 61) erläutern zu können, der für das Verstehen von Wärmekraftprozessen von noch elementarerer Bedeutung als der 1. 60) ist, experimentieren wir jetzt mit dem thermodynamischen System nach Bild 36 noch weitergehender. Wir denken uns das System dazu vorab thermisch isoliert (adiabat) und beginnen (ausgehend von einem beliebigen Startzustand 0) mit einer hinreichend langsamen Kolbenbewegung (Zufuhr bzw. Abfuhr mechanischer Energie), so daß das Gas stets thermodynamische Gleichgewichtszustände durchlaufen kann.

1 1 8/9 Bild 25 Wirkungsgrad und Leistung in dimensionsfreier Darstellung Wir erkennen, daß das Verhalten eines Windrades prinzipiell mit dem einer Wasserturbine übereinstimmt. Bei einem Wirkungsgrad von YI = 8/9 kann einerseits die maximale Leistung entnommen werden, andererseits fällt die verfügbare Leistung bei Annäherung an Y1max = 1 ab. Allein der Grenzübergang bei verschwindender Abströmgeschwindigkeit (U2 -7 0) ist hier etwas komplizierter und nicht formal mit den benutzten Gleichungen handhabbar, da bei der Herleitung eine stets hinreichend durchflossene Stromröhre (Uz> 0) vorausgesetzt wurde.

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