(ENT2 20) – Anlagenwirkungsgrad

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In diesem Kurstext stellen wir dir als Techniker den Anlagenwirkungsgrad vor.

In diesem Zusammenhang ist es sinnvoll, dass wir auch den den mittleren Anlagenwirkungsgrad thematisieren.

Denn dieser gilt als besonders aussagekräftig.

 

Anlagenwirkungsgrad
Anlagenwirkungsgrad

 

 


Grundlegendes zum Anlagenwirkungsgrad


 

“Der Wirkungsgrad ist ein Maß für die Effizienz bei der Umwandlung einer Energieform in eine andere.”

 

Dem gegenüber stehen die Umwandlungsverluste. 

Ausgedrückt wird der Wirkungsgrad formal mit dem griechischen Buchstaben \eta.

 

Merk's dir!
Merk's dir!

Der Anlagenwirkungsgrad ist meistens nur dann aussagekräftig, wenn er über mehrerer Jahre gemittelt wird.

 

Bei der Ermittlung des Wirkungsgrades muss immer der Einfluss

 

  • der Einsatzweise 

sowie

  • des Zustandes

 

der Anlage berücksichtigt werden.

 

Anlagenzustand - Kraftwerk
Anlagenzustand – Kraftwerk

 

Auch Verluste des Kraftwerks, die durch

 

  • Ruhepausen 

sowie

  • Wartungspausen

 

entstehen, müssen mit erfasst werden.

 

undefiniert
Weniger ist..... weniger!

Der Wirkungsgrad eines Kohlekraftwerks nimmt merklich ab, wenn die Leistung reduziert wird.

 

Ähnlich ergeht es den Wirkungsgraden thermischer Kraftwerke, wenn die Anlagen nicht maximal ausgelastet sind.

 


Mittlerer Anlagenwirkungsgrad – Gleichung


Für eine genaue Beschreibung des Wirkungsgrades einer Anlage ermittelt man mehrere mittlere Wirkungsgrade über den Zeitverlauf. Dabei ist es zwingend erforderlich, dass alle Einflüsse mit berücksichtigt werden.

Formal nutzen wir dazu folgende Gleichung:

 

 \boxed{ \overline{\eta} = \frac{\int_{0}^{t_a} P_{el} (t) dt}{\int_{0}^{t_a} \dot{m}_B (t) H_U dt} }

 

Kennzahlen:

P_{el} = Elektrische Leistung

sowie

\dot{m} = Stoffstrom des Energieträgers

sowie

H_U = Heizwert (unterer) des Energieträgers

 


Mittlerer Wirkungsgrad – Kraftwerkkonzepte


In der nachfolgende Tabelle findest du Wirkungsgrade für unterschiedliche Kraftwerkstypen

Kraftwerkstyp Wirkungsgrad Anmerkung
Gasturbine (offen) 25 \le \eta \le 32 Ohne / Mit Rekuperator realisierbar
Leichtwasserreaktor 32 \le \eta \le 33  
Braunkohlekraftwerk 34 \le \eta \le 35 Inkl. Nasskühlturm, DENOX-Anlage sowie REA realisiert
Steinkohlekraftwerk 36 \le \eta \le 37 Inkl. Nasskühlturm, DENOX-Anlage sowie REA realisiert
Hochtemperaturreaktor 39 \le \eta \le 45 Dampfkraftprozess, Für Gasturbinen aber noch maximierbar
Gas-Dampf-Kombi-Anlage 45 \le \eta \le 48 Eintrittstemperatur der Gasturbine entscheidend

 

Merk's dir!
Merk's dir!

Immer wenn es an die Planung eines neuen Kraftwerks geht, betrachtet man im Vorfeld die mittleren Kraftwerkswirkungsgrade um daraus die Kosten abschätzen zu können.

 

undefiniert
All inclusive... ist besser!

Der Vorteil des mittleren Kraftwerkswirkungsgrades besteht darin, dass hier schon Ausfallzeiten berücksichtigt sind.

 



wie gehts weiter
Wie geht's weiter?

Nachdem wir nun den Anlagenwirkungsgrad betrachtet haben, stellen wir dir im nächsten Kurstext weitere Kostenpunkte beim Kraftwerksbetrieb vor.

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