Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Technologie

Der Absorber: Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme

Der Absorber ist die zentrale Komponente, in der die Energie der Sonne in Wärme umgewandelt wird. Diese Wärme wird durch Wärmeleitung und Konvektion über die Platten zu den Kanälen und Leitungen für das Arbeitsfluid übertragen.

Aufbau und Material des Absorbers

Der Absorber besteht aus dünnen Blechen (0,3 bis 0,5 mm), meist aus Aluminium oder Kupfer, die die Strahlung absorbieren und an die Rohre weiterleiten. Die Rohre haben typischerweise einen Durchmesser von unter 1 cm, können sich aber nach der Verteilung mit anderen Rohren von etwa 2 cm Durchmesser verbinden. Das Fertigungsmaterial ist in der Regel Edelstahl oder Kupfer.

Anordnung der Rohre und Effizienz

Die Rohre müssen gleichmäßig... Weiterlesen "Komponenten und Funktion eines Flachkollektors: Absorber, Dämmung, Rahmen" »

Energie

Energie: Eine physikalische Größe, die die Fähigkeit beschreibt, Veränderungen in einem Körper zu bewirken. Energie ist messbar und wird in Joule (J) ausgedrückt. Umrechnungen: 1 cal = 4,19 J, 1 kWh = 3.600.000 J.

Mechanische Energie

Mechanische Energie ist die Summe aus kinetischer und potenzieller Energie eines Körpers.

Kinetische Energie

Kinetische Energie: Energie, die ein Körper aufgrund seiner Bewegung besitzt.

Potentielle Energie

Potentielle Energie: Energie, die ein Körper aufgrund seiner Lage oder Stellung besitzt, z. B. in einer bestimmten Höhe.

Weitere Energieformen

Elektrische Energie

Elektrische Energie: Entsteht, wenn elektrisch geladene Teilchen sich bewegen; diese gerichtete Bewegung erzeugt elektrischen Strom.

Innere

Stromerzeugung und Verkehr

Die elektromagnetische Wirkung ermöglicht es, Bewegung in Elektrizität umzuwandeln. In thermonuklearen Kraftwerken und durch fossile Brennstoffe wird Energie gewonnen; bei der Kernspaltung radioaktiver Kerne wird Energie aus Atomen freigesetzt, die zur Herstellung von Wasserdampf verwendet wird. Dieser treibt eine mit einem Generator verbundene Turbine an, die Strom erzeugt.

Strom wird auch durch Wasserkraft aus hydraulischer Energie erzeugt. Wasser fällt aus Talsperren herab; das fallende Wasser bringt die Schaufeln der Turbine zum Drehen, die mit einem Generator verbunden ist und Strom erzeugt. Thermische Kraftwerke sowie Thermo- und Hydro-Energiequellen sind konventionell. Sie erlauben es, große Mengen Strom... Weiterlesen "Stromerzeugung, Transport und Kraftwerkstechnik" »

A

Aktion:

Eine äußere Ursache, die eine Belastung oder einen Einfluss auf die Struktur oder Elemente ausübt.

Anden:

Erhöhter Gehsteig.

Arcen:

Gepflasterter Längsstreifen neben dem Bürgersteig, nicht für die Verwendung durch Fahrzeuge unter außergewöhnlichen Umständen bestimmt.

Arc:

Strukturelles Element mit gekrümmter Leitlinie.

B

Batterie:

Unterstützung durch ein Brett.

Brüstung:

Sicherheitsbarriere an den Kanten des Überbaus von Brücken, Dämmen und ähnlichen Bauwerken.

C

Causeway:

Teil der Straße für den Fahrzeugverkehr, bestehend aus mehreren Fahrspuren.

Curb:

Bordstein mit einer Höhe von mehr als 5 cm auf der Straße.

D

Deckschicht:

Oberste Schicht einer Brücke oder Fahrbahn, variabel in Art und Dicke, um den Übergang zu erleichtern, die

Die Erfindung des Viertaktmotors

Der deutsche Ingenieur und Erfinder Nikolaus Otto entwickelte 1876 einen Gasmotor mit Elementen, die der Dampfmaschine sehr ähnlich waren. Die Funktionsweise dieses Motors basierte auf dem Viertaktprinzip und bildete die Grundlage für Verbrennungsmotoren, die später in Benzin-Pkw eingesetzt wurden. Parallel dazu gelang es dem Franzosen Beau de Rochas, ebenfalls im späten 19. Jahrhundert, einen Motor ähnlich dem von Nikolaus Otto zu bauen.

Funktionsweise eines Viertaktmotors

Viertaktmotoren, die mit Benzin als Kraftstoff betrieben werden, verwenden einen Kurbeltrieb, der die geradlinige Auf- und Abbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung umwandelt, ähnlich wie bei Dampfmaschinen. Der Viertaktzyklus, auch... Weiterlesen "Viertaktmotoren: Funktionsweise und Geschichte" »

Grundlagen der Polymere

Monomere: Einzelne Moleküle, die sich zu Ketten verbinden können. Polymere: Makromoleküle, die durch die Bindung mehrerer Monomere entstehen.

• Homopolymere: Bestehen aus Monomeren des gleichen Typs.
• Copolymere: Bestehen aus verschiedenen Arten von Monomeren.

Verfahren der Polymerisation

Um eine Molekülkette zu bilden, werden folgende Verfahren genutzt:

• Polyaddition: Monomere reagieren direkt miteinander und vereinigen sich zu einer Kette.
• Polykondensation: Chemische Reaktion zwischen zwei Produkten, die unter Abspaltung von Nebenprodukten polymerisieren.

Ursprung organischer Polymere

• Natürliche Polymere: Entstehen spontan in der Natur, wie zum Beispiel Cellulose oder Naturkautschuk (Gummi).
• Künstliche Polymere: Industriell

Wasserstoff als Energieträger

Wasserstoff ist ein sauberer Kraftstoff, da bei seiner Verbrennung lediglich Wasser als Rückstand entsteht. Der Einsatz in Fahrzeugen würde den Erdölverbrauch sowie die CO2-Emissionen deutlich reduzieren. Aktuell werden Fahrzeuge mit Brennstoffzellenmotoren entwickelt, in denen Wasserstoff mit Sauerstoff reagiert, um elektrische Energie zu erzeugen. Die derzeitigen technologischen Herausforderungen für den Ausbau dieser Energiequelle liegen vor allem in der Lagerung und Verteilung. Der Aufbau der notwendigen Infrastruktur wird noch Jahrzehnte in Anspruch nehmen.

Die Energie aus dem Meer

Wellenkraft und Gezeitenenergie werden bisher nur sehr wenig genutzt. Es wird intensiv an Geräten geforscht, die die Energie... Weiterlesen "Zukunft der Energie: Wasserstoff, Meereskraft & Kernfusion" »

Funktionsweise Thermischer Kraftwerke

Brennstoffaufbereitung und -zufuhr

In thermischen Kraftwerken wird Kohle, die zuvor gelagert wurde, zu einem Trichter transportiert. Dort wird sie in einer Mühle zu Staub gemahlen, mit vorgewärmter Luft vermischt und in den Kessel eingeblasen. Wird Heizöl als Brennstoff verwendet, lagert dieses in Tanks und wird vor der Verbrennung im Kessel erhitzt. Nutzt das Kraftwerk Gas, wird dieses aus Lagertanks entnommen, vorgewärmt und dem Kessel zugeführt.

Energieumwandlungsprozess

Im Kessel wird durch die Verbrennung des Brennstoffs Wärmeenergie erzeugt. Diese wandelt Wasser, das durch Rohre an den Wänden des Brennraums zirkuliert, in Dampf um. Der erzeugte Dampf strömt zu den Turbinen. Die Bewegung der Turbinenschaufeln... Weiterlesen "Energieerzeugung: Thermische, Solar- & Gezeitenkraftwerke" »

Alternative und Erneuerbare Energien

Windenergie

Windenergie wird hauptsächlich durch Windturbinen zur Stromerzeugung genutzt. Sie kann auch für Anwendungen wie das Pumpen von Boden- oder Grundwasser eingesetzt werden. Trotz ihrer hohen Verfügbarkeit und Umweltfreundlichkeit gibt es vergleichsweise wenige Windparks. Windenergie ist sehr wirtschaftlich, hat jedoch landschaftliche Auswirkungen.

Solarenergie

Die Nutzung der Solarenergie hängt stark von der Intensität der Sonneneinstrahlung, den täglichen und jährlichen Zyklen sowie den Wetterbedingungen ab.

Solarthermie

Ziel der Solarthermie ist die Erfassung der Sonnenenergie zur Wärmeerzeugung. Hierfür werden spezielle Anlagen, sogenannte Solarkollektoren, benötigt.

• Passive Systeme: Benötigen

Funktionsweise der Solarenergie

Die Solarenergie nutzt die Strahlung der Sonne zur Stromerzeugung. Da Solarstrom direkt auf der Energie der Sonne basiert, ist er besonders in Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung effizient, wie etwa im Mittelmeerraum, in Afrika oder Mittelamerika.

Bei solarthermischen Kraftwerken wird die Energie der Sonne auf eine Flüssigkeit (z. B. Öl) übertragen. Diese Flüssigkeit wird erhitzt und durch einen Kreislauf transportiert, um in einem Kessel Wasser zu erhitzen. Der entstehende Dampf treibt eine Turbine mit Generator an, um Strom zu erzeugen.

Vorteile von Solarkraftwerken

• Nutzung einer erneuerbaren Energiequelle.
• Erzeugt keine Emissionen (CO2, SO2, etc.) oder Abfälle.
• Die Anlagen sind einfach zu demontieren und