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allgemeines Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu leisten. Formen:
  • mechanische Energie
  • potentielle Energie
  • Wärmeenergie
  • chemische Energie
  • elektromagnetische Energie
  • nukleare Energie
Energiequellen: Maßeinheiten
Einheiten
Einheit J kWh kcal
Bezeichnung Joule [djul] Kilowattstunde Kilokalorie
Bedeutung N * m (SI-Einheit) 1000 W * 1 Stunde 1kg Wasser 1°C wärmer
J - 1 J = 2,78 * 10-7 kWh
1 PJ = 0,278 TWh		 1 J = 2,389 * 10-4 kcal
kWh 1 kWh = 3,6· 106 J
1 TWh = 3,6 PJ		 - 1 kWh = 860 kcal
kcal 1 kcal = 4,186· 103 J 1 kcal = 1,163 * 10-3 kWh -
Erzeugung Erneuerbare Energien 2020/GW Leistung
  • 895 China
  • 292 USA
  • 150 Brasilien
  • 134 Indien
  • 132 Deutschland
  • 101 Kanada
  • 101 Japan
  •   59 Spanien
  •   55 Italien
  •   55 Frankreich
Stromerzeugung BRD
2015: 597 Tera Wh
2016: 555,8
2017: 556,5
2020:  564 		SA 2017: 12.000.000.000 kWh
Verbrauch BRD Energiebedarf 700 TWh
2021: 560 TWh
BRD 2023 Gas: 810 TWh		 2020 Verbrauchte der Industrie in Deutschland 3747 Petajoule BRD 2021: 1070 TWh/a Strombedarf 100% erneuerbar (Quelle: DWI)
Bundesverband Erneuerbare Energie (BEE). 1400 TWh/a
  • 300 TWh konventionelle Stromnachfrage
  •     91 TWh Raumwärme
  • 223 TWh Verkehr
  • 456 TWh Industrie
 Energieverbrau BRD 2023: 2.998 TWh
chemische Energie Fossile Brennstoffe, CO2
Stoff Energie Strom Handel Preis Preis / kWh 1 Euro Preis / kWh
  MJ/l kWh/l 1 Barrel USD/ Barrel USD / kWh = USD Eu / kWh
Rohöl 37 10.3 159 l 110 0.067 1.36 0.049
Diesel   9 kWh/l          
Benzin   8 kWh/l           Bereitstellungsenergie 15 kWh/l (Gewinnung, Transport, Raffinierung)
Energie - Umwandlung
Umwandlung in Ausgangsenergie
mechanische Wärme Licht potentielle chemische elektromagnetische nukleare
mechanische- Dampfmaschine Sonnensegel   Motor, Sprengstoff Elektromotor Atombombe
Wärme Reibung - Thermo-Solar-Panel  Verbrennung, Heizung Elektro-Heizung
Dampferzeugung		 
Licht (Sonne)     -   Kerze, Petroleumlampe Leuchtkörper Sonne
potentielle Pumpspeicherwerk    -   Pumpspeicher 
chemische     Photosynthese
Biomais		  Biogas Akku, Batterie, Elektrolyse  
elektromagnetische Generator, Piezo-ElektrikPeltie-Element
Thermophotovoltaik 		Solarzelle Wasserkraftwerk
Pumpspeicherwerk		 Akku, Batterie, Brennstoffzelle, Generator Transformator Kernkraftwerk
nukleare     -
Wind → elektrische Energie
Windrad Nennleistung Rotordurchmesser Narbenhöhe Gesamthöhe
Vestas V164-8.0 8 MW 164m 133m 220 m
Enercon E-126 7,5 MW 127m 131m 198 m
Installierte Leistung Windräder Jahr Gebiet
50 GW 27.992 2016 BRD
1 TW   2023 Welt
Sonnen -Energie Sonne → chemische Energie Biogasanlage Biodiesel
Sonne → elektrische Energie Solarzellen Installierte Leistung: 1000 MW (2015 Sachsen-Anhalt)
Sonne → thermische Energie Thermo-Solar-Panel, Hohlspiegel
Wasserkraft 3-Schluchten-Staudamm in China: 22 GW Leistung
chemische Energie → mechanische Energie
Turbine Schub Fan - Durchmesser Gewicht Bemerkungen
CFM56 82-144 kN 154-184cm 1941 - 2572 kg Flugzeugtriebwerk für A320, A340, B737, DC8. Turbofan-Triebwerke mit einem Nebenstromverhältnis von bis zu 6,5.
elektrische Energie ↔ chemische Energie Elektro-Chemie Akku, Batterie, Elektrolyse PtL, Power-to-Liquids: Wasserstoff wird in einer PtL-Anlage mit CO oder CO2 zu Kohlenwasserstoffen synthetisiert. Fischer-Tropsch-Pfad, Methanol-Pfad.
Nukleare -> Elektrische Energie 1kg Natur-Uran liefert 56.000 kWh. Ein Brennstab liefert etwa 3 Jahre lang Energie.
Erdwärme Erdwärme
Energie - Menge
Menge Quelle/Bedarf Bemerkungen
4.000.000 kWh / a Hallenbad z.B. Stendal
4130 kWh / a Haus Stromverbrauch eigenes Reihenhaus
50 MT TNT Wasserstoffbombe AN 602, größte sowjetische Wasserstoffbombe
200 - 2000 MT TNT Vulkanausbruch Krakatau
1 kW / 1,25 kg / h Wasserdampferzeugung Für 1 kg Wasserdampf pro Stunde sind 0,8 kW erforderlich
E = m * C2 Die Masse eines Elementarteilchens lässt sich in Energie umwandeln.
Diese Energie wird bei vollständigen Zerfall des Teilchens frei.
Mit zunehmender Temperatur erhöht sich die Geschwindigkeit der Teilchen und damit Masse bzw. Energiegehalt.		 Die Tabelle gibt für verschiedene Elementarteilchen die Energie an, welche der Ruhemasse entspricht.
Diese Energie pro Teilchen würde die angegebene Temperatur erzeugen.
Teilchen Energie Temperatur
Elektron 511 keV 5.500 ° K
  1 MeV 11.000 ° K
Proton 109  eV 1013 ° K
Top Quark 175 GeV  
Highs-Teilchen 100 GeV 1015 ° K
Quellen 1.) IEA, International Energy Agency: http://www.iea.org/

2.) ENTSO-E European Network og Transmission System Operators for Electicity

3.) Watlow ULTRAMIC® Advanced Ceramic Heaters Liefert Heizelemente bis 400° aus Aluminium-Nitrit-Keramik

Teil von

 Physik Maßeinheiten

Impressum                                     Zuletzt geändert am 21.10.2023 15:37