Download als pdf, 2,4 MB - Prof. Dr. Thomas Wilhelm

2.3.2 Energieumwandlung in Kraftwerken
Bei der Umformung verschiedener Energiearten ineinander spricht man von einem Umwandlungswirkungsgrad
η Um , der wie folgt definiert wird:
η Um
=
umgewandelte Energiemenge der gewünschten Energieform
gesamte eingesetzte Energie
Bei der direkten Überführung von chemischer in thermische Energie durch Verbrennung kann ein
maximaler Umwandlungswirkungsgrad von 97 % erreicht werden. Wird chemische Energie in einem
Dampfkraftwerk indirekt, nämlich über die Zwischenstufen thermische und mechanische Energie,
in elektrische Energie umgewandelt, kann nur noch ein Wirkungsgrad von höchstens 45 % erzielt
werden. 101
2.3.3 Energieverbrauch bei der Energiegewinnung
Bei der Energiegewinnung in Kraftwerken wird auch Energie verbraucht. Zum einen wird Brennstoff
benötigt und zum anderen entstehen Kosten für den Unterhalt und den Bau der Anlagen. Um
vergleichen zu können, wie sich unterschiedliche Kraftwerke rentieren, wurde der sogenannte Erntefaktor
eingeführt, der wie folgt definiert wird: 102
gewonnene Nutzenergie während der Lebenszeit einer Anlage
Erntefaktor =
für Bau , Betrieb und Unterhalt erforderliche Energie
Zum Energiebedarf für den Betrieb eines Kraftwerks gehört zum Beispiel die elektrische Energie,
die für die Rauchgasreinigung oder für die Speisewasser- und Kondensatpumpen benötigt wird.
Läuft eine Anlage mit optimaler Auslastung, so nimmt der Eigenbedarf in etwa 5 % der produzierten
Leistung in Anspruch. In Gasturbinenanlagen ist das Betreiben des Verdichters für einen Großteil
des Eigenbedarfs verantwortlich 103 . 104
2.3.4 Anforderungen an Kraftwerke im Verbundnetz und Regelung
Wie im Abschnitt 2.2 bereits erörtert wurde, gibt es für elektrische Energie nur unzureichende großtechnische
Speichermöglichkeiten. Aus diesem Grund muss Strom immer genau dann in der passenden
Menge produziert werden, wenn die Verbraucher einen Bedarf haben. Dabei sind die energieerzeugenden
Kraftwerke mit den Verbrauchern im Verbundnetz gekoppelt. Aus dem schwankenden
Bedarf der Kunden ergeben sich Anforderungen an die Kraftwerke hinsichtlich Regelungstechnik
und den sogenannten Dynamikeigenschaften, unter denen man zum Beispiel die Flexibilität der
Feuerungsanlage und die Belastung des Materials, aus dem Bauteile wie Turbinen gefertigt sind,
versteht. Üblicherweise sollten Kraftwerke die von ihnen erzeugte Leistung pro Minute um 6 bis
10 % ändern können. 105
. 100
100 Strauß, 2009, S. 25 und Zahoransky, 2010, S. 17
101 Zahoransky, 2010, S. 17f
102 Strauß, 2009, S. 26f
103 Heuck, 2010, S. 20
104 Heuck, 2010, S. 9
105 Strauß, 2009, S. 27f
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