Energiesystemtechnik

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Die Energiesystemtechnik löst eine Energieversorgungsaufgabe unter komplexen technischen, ökonomischen und ökologischen Randbedingungen. Von dem noch umfassenderen Feld der Energietechnik unterscheidet sich die Energiesystemtechnik darin, dass sie nicht die Erzeugungs- und Verbrauchskomponenten im Einzelnen, sondern die Zusammensetzung der Komponenten zu einem funktionierenden Gesamtsystem betrachtet. Als Gegenstände der Energiesystemtechnik lassen sich bezeichnen:

Energiesystemtechnik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. der Entwurf von Energieversorgungssystemen, d. h. Anzahl, Mischung und räumliche Verteilung verschiedener Erzeugungsformen
  2. der Entwurf von Energieübertragungsnetzen
  3. der Entwurf von Regler-Strukturen für Erzeugung, Übertragung und Verbrauch im operativen Betrieb
  4. die Modellierung der natürlichen Umwelt, die als parametrische Einflussgrößen auf das technische System wirkt. Insbesondere beinhaltet diese Modellierung die Kurz-, Mittel- und Langfrist-Prognose dieser Größen.
  5. die Messtechnik für technische und Umwelt-Größen
  6. Aktuatoren an den Schnittstellen zwischen den Systemkomponenten
  7. Energiespeicher
  8. Kommunikationstechnik, die Mess-, Steuerungs- und betriebswirtschaftliche Größen transportiert
  9. betriebs- und volkswirtschaftliche Bewertung von Entwürfen für Energieversorgungsprobleme
  10. Entwurf und Analyse von Marktsteuerungsinstrumenten, die zur Transformation von Energieversorgungssystemen eingesetzt werden, d. h. gesetzliche und regulatorische Festlegungen.

Die Energieversorgung bedeutet die Versorgung mit Energie in folgenden Formen:

  • thermische Energie
  • mechanische Energie
  • elektrische Energie
  • Energie in chemischen oder physiko-chemischen Bindungen
  • Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung

Energieübertragungsnetze sind:

  • Wärmenetze
  • elektrische Netze
  • stoffliche Netze

Aktuatoren und Systemschnittstellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Aktuator

Es gibt eine Vielzahl von Aktuatoren an den Schnittstellen zwischen den Systemkomponenten. Einerseits gibt es Schnittstellen zwischen den Komponenten in Netzen jeweils einer Energieform, andererseits aber auch Schnittstellen zwischen den Netzen verschiedener Energieformen.

Schnittstellen zwischen den Komponenten in elektrischen Netzen:

  • elektrische Leiter
  • elektronische und mechanische Schalter
  • Wandler zwischen Netzen verschiedener Frequenzen einschließlich AC/DC-Wandlung
  • Transformatoren
  • Widerstände, Induktivitäten, Strombegrenzer

Schnittstellen zwischen Strom und Wärme:

  • Wandler von Strom in Wärme
  • Wandler von Wärme in Strom

Schnittstellen zwischen Strom und mechanischer Energie:

  • elektrische Motoren (inkl. Schwungmassen)
  • elektrische Generatoren
  • Kompressoren

Schnittstellen zwischen elektrischem Strom und chemischen und physiko-chemischen Bindungen:

  • Elektrolyseure
  • Brennstoffzellen
  • elektrochemische Batterien
  • chemische Reaktoren zur Umsetzung energiereicher Verbindungen
  • biochemische Reaktoren

Außerhalb des Bereiches der Energiesystemtechnik stehen die Wandler, die „primäre“ Energie wandeln.

Schlüsselelement Energiespeicher[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Energiespeicher

Energiespeicher sind Elemente, die zur Regelung des Gesamtsystems von entscheidender Bedeutung sind und unter bestimmten Randbedingungen eine Regelbarkeit überhaupt erst ermöglichen. Dabei wird grundsätzlich die Speicherung in allen Energieformen betrachtet:

  • thermische Energie
  • mechanische Energie
  • Energie in elektrischen oder magnetischen Feldern
  • Energie in chemischen oder physiko-chemischen Bindungen
  • Energie in kernphysikalischen Bindungen

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]