Strom-Versorgungsqualität: Zuverlässigkeit und Spannungsqualität
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Strom-Versorgungsqualität: Zuverlässigkeit und Spannungsqualität

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@LucidTuring

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Questions and Answers

Welcher Sektor entfällt auf 60% der Energiegewinnung aus erneuerbaren Energieträgern?

  • Wasserkraft
  • Bioenergie (correct)
  • Windkraft
  • Solarenergie

    • Ein Plus-Energiehaus erzeugt weniger Energie als es verbraucht.

    False

    Wie hoch ist der maximale theoretische Leistungsbeiwert nach dem Betzschen Gesetz?

    59,3%

    Welche Technologie nutzt Elektrofahrzeuge als mobile Energiespeicher? V2_ Technologie

    <p>G</p> Signup and view all the answers

    Was sind die bedeutendsten erneuerbaren Energieträger in Österreich?

    <p>Windkraft, Wasserkraft, Solarenergie, Biomasse, Geothermie</p> Signup and view all the answers

    Was wird am Mauna Loa Atoll (im Pazifik) seit etwa 1955 gemessen?

    <p>Messungen der atmosphärischen CO2-Konzentration.</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet die Lernkurve der Photovoltaik; was kann man aus deren Verlauf für die Zukunft dieser Technologie erwarten?

    <p>Fallende Preise durch technologischen Fortschritt.</p> Signup and view all the answers

    Wo liegen aktuell die Wirkungsgrade von Solarzellen, was ist das theoretische Maximum?

    <p>Heute erhalten Solarzellen Wirkungsgrade von max. ca. 20%. Das theoretische Limit liegt bei etwa 80%.</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Energieausweis?

    <p>Ein Kennzeichen des Energiebedarfs von Gebäuden unter Normbedingungen, ähnlich wie bei Elektrogeräten.</p> Signup and view all the answers

    Was macht ein Plus-Energiehaus aus? Was sind seine Merkmale?

    <p>Ein Plus-Energiehaus produziert über das Jahr mehr Energie als seine Bewohner benötigen, kann jedoch in manchen Jahreszeiten Energie von außen beziehen. Obwohl die Bezeichnung nicht offiziell ist, stellt es den höchsten energetischen Standard dar. Plusenergiehäuser können zukünftig zur Stromversorgung von Elektroautos beitragen und unterstützen die Reduktion der Abhängigkeit von fossilen Energien im Rahmen der Energiewende.</p> Signup and view all the answers

    Wie hoch ist der PV Direktnutzungsanteil in einem Haushalt mit einer 5 kWp-Anlage (ohne Speicher)?

    <p>Ca. 30%</p> Signup and view all the answers

    Beschreiben Sie den GuD Prozess.

    <p>GuD (Gas- und Dampf-Kombikraftwerk) ist ein Kraftwerksprozess, bei dem Gas zur Stromerzeugung genutzt wird. Das verbrannte Gas treibt eine Turbine an, deren Abwärme wird genutzt, um Dampf zu erzeugen. Der erzeugte Dampf treibt eine weitere Turbine an, um zusätzlichen Strom zu erzeugen.</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Unterschiede zwischen einem Smart Grid und einem Microgrid?

    <p>Ein Smart Grid ist ein intelligentes Stromnetz, das durch moderne Technologien und Kommunikationssysteme gesteuert wird, um Effizienz, Zuverlässigkeit und Integration erneuerbarer Energien zu verbessern. Ein Microgrid ist ein lokales Energiesystem, das aus lokalen Energieerzeugern, Speichern und Verbrauchern besteht und autonom oder an das Hauptnetz angeschlossen funktionieren kann.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das n-1 Prinzip im Kontext der Stromnetze?

    <p>Das n-1 Prinzip bedeutet, dass das Stromnetz auch bei Ausfall eines Betriebsmittels wie eines Transformators, Generators oder einer Freileitung weiterhin betriebsfähig bleibt, unter Berücksichtigung der maximalen Höchstlast.</p> Signup and view all the answers

    Der Autarkiegrad ist jener Anteil des Verbrauchs, der durch die PV-Anlage abgedeckt wird. Der PV Direktnutzungsanteil ist jener Anteil der PV-Erzeugung, der ______ verbraucht & damit nicht ins Netz eingespeist wird.

    <p>unmittelbar</p> Signup and view all the answers

    Was sind die drei Säulen eines Plusenergiequartiers?

    <p>Die drei Säulen sind Energieeffizienz, Lokale Erneuerbare Energieversorgung und Energieflexibilität.</p> Signup and view all the answers

    Der Übertragungsnetzbetreiber stellt sicher, dass zu jedem Zeitpunkt genauso viel Elektrizität erzeugt wird, wie auch verbraucht wird.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Strom-Versorgungsqualität

    • Zuverlässigkeit (Unterbrechungsfreiheit): Maß dafür, wie verlässlich der Nutzer auf die Stromversorgung vertrauen kann
    • Spannungsqualität: umfasst Spannungshöhe, Wellenform (Sinusförmigkeit) und Frequenz

    Grenzen der globalen Energieversorgungsstrukturen

    • Endlichkeit der Ressourcen (Öl, Kohle, Gas)
    • Schadstoffe (Klimaänderung, CO2-Emissionen)
    • Ungleiche Verteilung der Lagerstätten (Sicherheitspolitik)

    Erneuerbare Energieträger in Österreich

    • Windkraft
    • Wasserkraft
    • Solarenergie
    • Biomasse
    • Geothermie

    Strommix in Deutschland

    • Windenergie (8,6%)
    • Biomasse (7,0%)
    • Photovoltaik (5,8%)
    • Wasserkraft (3,4%)
    • Energie aus Siedlungsabfällen (1,0%)

    Charakteristika der heutigen Stromnetze

    • Wirtschaftliche, sicherheitstechnische und physikalische Aspekte
    • Keine Speicherbarkeit von Strom im Netz
    • Langlebigkeit der Investitionen und lange Vorlaufzeiten
    • Ca. 77.000 Trafostationen zwischen Mittel- und Niederspannung
    • Physikalische Stromfluss folgt physikalischen Regeln (Ohm, Kirchhoff), nicht kaufmännischen

    CO2-Messungen am Mauna Loa

    • Messungen der atmosphärischen CO2-Konzentration
    • Längste kontinuierliche Aufzeichnung von CO2-Konzentration (in der Atmosphäre)
    • Sehr geringer Beeinflussung durch Vegetation und menschliche Aktivitäten

    Photovoltaik

    • Direkte Umwandlung von Licht in Strom an atomaren Strukturen
    • Wirkungsgrade von Kristallinen Silizium Zellen: ca. 20% und Dünnschichtmodule: ca. 15%
    • Theoretisches Maximum: ca. 80%

    Energetische Amortisationszeiten von Photovoltaik

    • Ökologische Bewertung, um die aufgewendete Energie für Produktion gegenüber der Betriebsdauer zu stellen
    • Amortisationszeit: 1,7 und 4,6 Jahre (bezogen auf Süd- und Mitteleuropalage)

    Herausforderungen bei der gebäudeintegrierten Photovoltaik

    • Kosten höher als freistehende, an- oder aufgebaute PV
    • Austauschbarkeit kann problematisch sein
    • Schnittstellenproblematik
    • Architekten/Baumeister noch nicht vertraut
    • Verschattungsfragen besonders bei Stadtteilentwicklung

    Autarke Photovoltaik-Inselanlage

    • PV-Modul: Stromerzeugung
    • Laderegler: regelt das Aufladen der Batterie
    • Batterien: speichern Energie während Energieüberschusses und geben Energie ab während zu geringen Produktionsmengen
    • Wechselrichter: formt Gleichstrom in Wechselstrom um

    Photovoltaik in Deutschland und Österreich

    • Deutschland: kann zu Spitzenzeiten rund 50% des Strombedarfs mit Photovoltaik (ca. 40 GW) decken
    • Österreich: maximal 20% des Strombedarfs durch Wind und Sonne gedeckt

    Energieausweis

    • Kennzeichnet den Energiebedarf von Gebäuden unter Normbedingungen
    • Bezieht sich auf Wärme- und Strombedarf des Gebäudes
    • Typenschein zur Beurteilung der Energieeffizienz des Gebäudes (Gebäudehülle, Heizungsanlage, Lüftung, Warmwasserbereitung, Energieträger)

    Passivhaus

    • Ist ein energieeffizientes Baukonzept
    • Heizwärmebedarf < 15 kWh/m²a
    • Primärenergiebedarf < 120 kWh/m²a (inkl. Warmwasser, Haushaltsstrom, etc.)

    Einflussfaktoren bei der Gebäudeerrichtung auf den Energiebedarf

    • Architektur: Gebäudegeometrie, Verschattung und Standort beeinflussen die Sonneneinstrahlung
    • Konstruktiv: Glasvorbauten, Wintergärten, Solaranlagen, Fensterfläche beeinflussen Energieeffizienz durch Strahlung
    • Dämmung: Dämmwerte von Mauerwerk, Fenstern und Dächern beeinflussen Wärmespeicherung und -abgabe
    • Haustechnik: Die Bauart des Hauses bestimmt Heizmittelwahl und erforderliche Haustechnik für optimale Luftdichtheit### Kooperations- und Energieeffizienz
    • Drucktestluftwechsel/Luftdichtigkeit n50: maximal 0,6 h^-1
    • Ein Plusenergiequartier (PEQ) muss insgesamt einen positiven Effekt auf die Umwelt haben und eine positive Energiebilanz aufweisen

    Kraftwerke und Emissionen

    • Gasturbinen Kraftwerk: 25-36% Wirkungsgrad, 550-800 t/GWhel
    • Braunkohle Kraftwerk: 27-48% Wirkungsgrad, 880-1450 t/GWhel
    • Steinkohle Kraftwerk: 27-48% Wirkungsgrad, 700-1200 t/GWhel
    • Gas- und Dampfkraftwerk: 42-60% Wirkungsgrad, 300-500 t/GWhel

    Plusenergiequartier (PEQ)

    • Ein PEQ muss insgesamt einen positiven Effekt auf die Umwelt haben und eine positive Energiebilanz aufweisen
    • Es gibt keine klare Definition darüber, welche Energiedienstleistungen und Energieerzeuger in die Bilanz einzubeziehen sind
    • Ziel: 1000 PEQs in 4 Jahren (2025)

    Energieeffizienz und Emissionen

    • Gebäudebezogene Emissionen sind am größten im Betrieb (HVAC, etc.)
    • Jährliche Emissionen pro Person können klimaneutral sein: 1t pro Jahr und Person
    • Ein durchschnittlicher Österreicher stößt pro Jahr 12 Tonnen CO2 aus
    • Der Anteil an den Gesamtemissionen, der auf Gebäude und Stadtteile zurückzuführen ist, beträgt 1/3 bis 2/5
    • Energieeffizienz spielt in PEDs eine wichtige Rolle

    Benutzerflexibilität und PEDs

    • Benutzerflexibilität bedeutet, dass Menschen Änderungen der Raumtemperatur akzeptieren
    • PEDs können ohne Energieeffizienz nicht funktionieren

    Windkraft

    • Anteil des österreichischen Stromverbrauchs, der durch Windkraft gedeckt wird: ca. 11%
    • Leistung Windkraftanlage Berechnung: P = 0.5 * ρ * A * v^3
    • Jahresertrag Windkraftanlage 3 MW: ca. 6-9 GWh

    Bioenergie

    • 25% des Bruttoinlandsenergieverbrauchs (BIEV) wird durch erneuerbare Energieträger gedeckt
    • 60% der Energiegewinnung aus erneuerbaren Energieträgern entfällt auf Bioenergie
    • 80% der Bioenergie wird für Wärmenutzung verwendet
    • 80% der Bioenergie kommt aus Holz (Brennholz, Pellets, Hackschnitzel, Sägenebenprodukte, Rinde, Ablauge Papierindustrie)

    Thermische Bauteilaktivierung

    • Nutzung von Gebäudemassen zur Speicherung und Abgabe von Wärme
    • Einflussfaktoren Gebäudeerrichtung Energiebedarf: Dämmung, Ausrichtung, Fensterflächen, Luftdichtheit

    V2G Technologie

    • Vehicle-to-Grid, Nutzung von Elektrofahrzeugen als mobile Energiespeicher
    • Vorteile elektrischer Antriebstranges: hohe Effizienz, geringe Emissionen, weniger Wartung

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    Erfahren Sie mehr über die Parameter, die die Strom-Versorgungsqualität beschreiben. Lernen Sie die Auswirkungen der globalen Energieversorgungsstrukturen auf die Umwelt kennen.

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