(ENT2 20) – Anlagenwirkungsgrad

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.

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!

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!

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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