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Inhaltsverzeichnis
1 Einführung.........................................................................................................................................9
1.1 Motivation..................................................................................................................................9
1.2 Eingliederung in den Lehrplan................................................................................................10
1.3 Historisches zur Energieversorgung einer Stadt (Beispiel Augsburg).....................................11
2 Physikalische und technische Grundlagen......................................................................................14
2.1 Grundlegendes zur Physik.......................................................................................................14
2.1.1 Energieformen und Energieumwandlungsketten.............................................................14
2.1.2 Energieerhaltung und Erster Hauptsatz der Thermodynamik..........................................15
2.1.3 Enthalpie..........................................................................................................................15
2.1.4 Zustandsänderung idealer Gase........................................................................................15
2.1.5 irreversible Vorgänge und Wirkungsgrad.........................................................................16
2.1.6 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik und Entropie.....................................................17
2.1.7 Kreisprozesse (Carnot-, Dampfkraft- und Gasturbinenprozess)......................................17
2.1.8 Das h-s- bzw. Mollier-Diagramm für Wasser..................................................................21
2.2 Grundlegendes zur Energieversorgung....................................................................................23
2.2.1 Stromnetz und Spannungsebenen....................................................................................23
2.2.2 Die Netzfrequenz des Stromnetzes..................................................................................25
2.2.3 Grund-, Mittel- und Spitzenlast.......................................................................................26
2.2.4 Regelzonen und Regelleistung (Regelenergie) des Stromnetzes.....................................27
2.2.5 Netzlastprognosen für Strom...........................................................................................29
2.2.6 Bedarfsprognosen für Wärme und Gas............................................................................33
2.2.7 Fernwärme und Fernwärmenetz.......................................................................................33
2.2.8 Erdgasnetz .......................................................................................................................36
2.2.9 Energiespeicher................................................................................................................36
2.3 Kraftwerkstechnik und Kraftwerkstypen zur Energieerzeugung.............................................39
2.3.1 Energiequellen..................................................................................................................39
2.3.2 Energieumwandlung in Kraftwerken...............................................................................40
2.3.3 Energieverbrauch bei der Energiegewinnung..................................................................41
2.3.4 Anforderungen an Kraftwerke im Verbundnetz und Regelung........................................41
2.3.5 Dampfkraftwerke.............................................................................................................42
2.3.6 Verbrennungstechnik und Feuerungsanlagen...................................................................44