Formelblatt Konventionelle Energieumwandlung Energiewirtschaftliche Begriffe

Formelblatt Konventionelle Energieumwandlung Energiewirtschaftliche Begriffe

T_m = W

P_max W =

∫

0 T

P_t⋅dt

T_a: 8760h

T_m: Benutzungsdauer [h/a]

W: Produzierte Energie [kWh]

 = P_ab P_zu

 = W_ab W_zu =

∫

0 T

P_ab⋅dt

∫

0 T

P_zu⋅dt

: Wirkungsgrad

: Nutzungsgrad

W_ab: Abgenommene Energie [kWh]

W_zu: Zugeführte Energie [kWh]

Kosten der Erzeugung elektrischer Energie

a_n = qⁿ⋅q−1

qⁿ−1 q= 1 z

100 %

K

= A

=a

⋅K

a_n: Annulitätsfaktor q: Zinsfluss

KKap: Kapitalkosten A_n: Annulität

z: Zinsatz n: Jahre

k_P = p⋅K_Invest

100 %⋅P_Max = K_Fest

P_Max K_Fest=p⋅K_Invest

k_P: spez. Festkosten [€/kWh]

p: Festkostensatz [%]

K_Fest: Festkosten [€]

K

= K

 K

 K

 K

K_Kap: Kapitalkosten [€]

K_Pers: Personalkosten [€]

KSteu&Vers: Steuer&Versicherung [€]

K_Wart&Inst: Wartung&Instandhaltung [€]

k_W = K_Bew

W K_Bew= K_BS= k_BS⋅BS

k_W: spez. Stromerzeugungskosten [€/kWh]

W: Produzierte Energie [kWh]

K_Bew: Bewegliche Kosten [€]

k_BS: spez. Brennstoffkosten [€/t]

BS: Brennstoffmenge [t]

k = K_ges

W = k_P

T_mk_W K_Ges = K_FestK_Bew

K_BS: Brennstoffkosten [€]

K_Ges: Gesamtkosten [€]

k: spez.Gesamtkosten [€/kWh]

Wirkungsgrade Fossile Dampfkraftwerke P



Kessel



P

 ^{Turbine }

P

 ^{Generator }

P

 ^P 

_therm= P_Gen.zu

P_zu _Brutto= P_Brutto

P_zu _Netto= P_Netto

P_zu P_Netto= P_Brutto− PEigenbedarf

Verbrennungsrechnung

Verbrennungsgleichung 1 ⋅ C  2 ⋅ O = 1 ⋅ CO₂ 12 ^g

mol  2 ⋅ 16 g

mol = 44 g mol

Massenverhältnissbei sauberer Verbrennung 12g [C] Verbrennen



m_CO2= 44g

12g⋅m_C m_CO2= 3,667⋅m_C

H_O= H_U  2500kJ

kg ⋅ 9⋅h w ^H_H^{O: Brennwert}

U: Heizwert

H_U = 34835⋅c  93870⋅h 10465⋅s  6280⋅n− 2440⋅w − 10800⋅o

[

]

BS = W_zu

H_u [kg] M_CO2 = W_{ab , el}⋅Tabellenwert siehe Tabellenwert Seite39

Verbrennungsluft und Rauchgasmenge Theoretischer Luftbedarf (λ=1)

Feste Brennstoffe : VLMIN = 0,241⋅Hu

1000 0,5

[

]

Öle : VLMIN = 0,203⋅Hu

1000 2,0

[

]

Effektiver Luftbedarf Luftüberschuss

VL = ⋅VLMIN

[

]

[

]

Theoretisches Rauchgas-Volumen(λ=1)

1000 1,65

[

]

Öle : VFRMIN = 0,265⋅Hu

1000

[

]

Effektives feuchtes Rauchgas-Volumen

[

]

Korrektur Bezugssauerstoffgehalt

21−O₂B

[

]

Thermodynamische Wirkungsgrade Thermodynamischer Carnot-Prozess

Carnot−Wirkungsgrad

_th = q_zu−q_ab

q_zu = T_o−T_u T_o

Clausius-Rankine-Dampfkreisprozess

_th = h₄−h₅ h₅−h₁

P_mech = ˙m⋅h₄−h₅

Joule Prozess(Gasturbine)



= 1−  ^{p p}



^

^{= 1− T T}

^{= 1− T T}

^{ = c c}

Energieverbrauch fossiler Kraftwerke

Q

= Q

⋅  1−e



Zuwachsenergieverbrauch:

 ˙Q =  ˙Q

P⋅P um den Arbeitspunkt P0

Frequenz-Leistungsregelung

Frequenz-Leistungs-Kennlinien:

Ein Generator am Netz Parallelbetrieb zweier Generatoren

f = f₀⋅





P:Ausfallleistung Pn :Gesamtleistung p :Statik/P−Grad[%]

f₀ :Netzfrequenz

 f = P

P_n⋅f₀⋅ p

100 %  f = P

K ^mit K = −200000 MW Hz