Altfragen

Erster Hauptsatz:

• “Die einem thermodynamisch geschlossenen System (ohne Stoffübergang) zugeführte Wärmemenge Q ist gleich der Summe der Zunahme der inneren Energie des Systems und der mechanischen Arbeit W, die nach außen abgegeben wird.”

• In einem abgeschlossenen System bleibt die Summe aller Energien bei jeder Energieumwandlung konstant. Das heißt Energie kann nur umgewandelt aber niemals verloren gehn

Zweiter Hauptsatz:

• erster hauptsatz ermöglicht Energeiumwandlung in alle Richtungen, während der zwiete Hauptsatz die Richtung vorgibt, so kann Wärme nicht von einem kalten Objekt auf ein warmes Objekt übergehen.

• Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Zustandsgröße Entropie S in einem abgeschlossenen System niemals abnimmt.

Als Exergie wird der Teil der Energie bezeichnet, der theoretisch vollständig in jede andere Energieform umgewandelt werden kann.

Elektrische Energie kann z.B. zu 100% in mechanische oder thermische Energie umgewandelt werden. Dagegen kann thermische Energie nur zum Teil in mechanische oder elektrische Energie umgewandelt werden

Der nicht nutzbare Teil der Energie wird als Anergie bezeichnet.

Chat GPT:

Wasserkreislauf der Erde – kurz erklärt:

• Sonne erwärmt Wasser → Verdunstung aus Meeren, Seen, Flüssen

• Wasserdampf steigt auf → kühlt ab → Wolkenbildung (Kondensation)

• Niederschlag (Regen, Schnee) fällt auf die Erde

• Wasser fließt oberirdisch (Flüsse) oder unterirdisch zurück ins Meer

• Kreislauf beginnt erneut

Einzugsgebiet bei Wasserkraftnutzung: CHatGPT

• Gebiet, aus dem Regen-/Schmelzwasser in ein Gewässer fließt

• Größe beeinflusst die verfügbare Wassermenge für die Stromerzeugung

Ursachen für globale Zirkulation:

• Sonneneinstrahlung: ungleichmäßige Erwärmung → Temperatur- & Luftdruckunterschiede

• Erdrotation: beeinflusst Windrichtungen (Corioliskraft)

• Wasser/Land-Verteilung: verstärken Unterschiede

Lokale Zirkulationssysteme: ergänzen globale (z. B. Land-/Seewind, Berg-/Talwind)

Was ist Biomasse?

• Unter dem Begriff „Biomasse“ werden Stoffe organischer Herkunft (d. h. kohlenstoffhaltige Materie) zusammengefasst.

• Gesamte pflanzliche und tierische Masse (Phyto- & Zoomasse)

• Entsteht durch Photosynthese autotropher Organismen

• Enthält chemisch gebundene Sonnenenergie

• Unterscheidung:

  • Primäre Biomasseprodukte: direkt aus Pflanzen (z. B. Holz, Stroh)

  • Sekundäre Biomasseprodukte: aus tierischer Verwertung (z. B. Gülle, Klärschlamm)

Photosynthese – einfach erklärt: BOBI!!

• Pflanzen nehmen CO₂ aus der Luft, H₂O aus dem Boden auf

• Sonnenlicht liefert Energie, Chlorophyll wirkt als Katalysator

• In der Lichtreaktion entstehen:

  • O₂, ATP, NADPH

• In der Dunkelreaktion (ohne Licht): Aufbau von Zucker aus CO₂

• Reaktionsgleichung:

  
  

  BILD EINFÜGEN -> Geht irgenwie grad nd!!!!

• Ergebnis: Zucker (Glucose) als chemische Energie → Grundlage für Biomasse

BTW:

Autotrophe Organismen sind Lebewesen, die ihre eigene Nahrung (organische Stoffe) aus anorganischen Stoffen herstellen – ohne auf andere Lebewesen angewiesen zu sein. z.b.: Algen, Pflanzen usw

BOBI!!!

Erwärmung der Erdschichten – Ursachen:

• Restwärme aus der Erdentstehung

• Radioaktiver Zerfall von Uran, Thorium, Kalium in Gestein

• Druckzunahme mit Tiefe → komprimiert Gestein → Wärme

• Wärmeleitung aus heißeren Tiefenzonen zur Oberfläche

ChatGPT:

1. Förderbohrung

   • Heißes Thermalwasser wird gefördert

   • Grobfilter entfernt Partikel

2. Wärmetauscher (Verdampfer & Vorwärmer)

   • Heißwasser erhitzt organisches Arbeitsmedium

   • Medium verdampft → treibt Turbine an

   • Vorwärmer nutzt Restwärme zur Effizienzsteigerung

3. ORC-Turbine & Generator

   • Dampf treibt Turbine → Stromerzeugung im Generator

4. Kondensator & Kühlturm

   • Dampf wird abgekühlt & verflüssigt

   • Kühlturm gibt überschüssige Wärme ab

5. Injektionsbohrung

   • Abgekühltes Wasser wird gefiltert & zurückgeführt

   • Kreislauf wird geschlossen (nachhaltig)

1. Windgeschwindigkeit nimmt mit der Höhe zu: v∼H^n (Exponent nnn hängt von der Bodenrauhigkeit ab)

2. Je glatter die Oberfläche (z. B. Wasser), desto geringer der Anstieg des Windes mit der Höhe

3. Je rauer die Oberfläche (z. B. Wälder, Städte), desto steiler steigt der Wind mit der Höhe

Leistung wächst mit dem Kubus der Windgeschwindigkeit:P∼v^3

Die Ekman-Schicht ist auf der rechten Seite im Diagramm beschrieben und umfasst die Zone, in der der Wind durch die Corioliskraft abgelenkt wird

Erstes bild sinnvoll???

Energetische Verwendung besonders in KWK-Anlagen und Prozessdampferzeugung (Verwendung von Lauge, (Industrie-)restholz und Sägenebenprodukte, Rinde, wenig Hackgut, kein Brennholz)

Nutzungsmöglichkeiten von Biogas

• Wärmebereitstellung

• Verbrennungskraftmotoren

• Blockheizkraftwerke

• Nutzung als Fahrzeugtreibstoff

• Einspeisung in das Erdgasnetz

• Einsatz zum Beleuchten, Kochen, Kühlen (z.B. Kleinstanlagen China und Indien)

BIOGASANLAGE-> BOBI!

is halt blockheizkraftwer

Rechtes bild aus ausarbeitung!!! was nd ob ds passt

kann er mi am arsch lecken, niergend in de folien

1. Luft bewegt sich von Hochdruck (p₁) zu Tiefdruck (p₂) → Gradientkraft

2. Durch die Erdrotation wird diese Bewegung abgelenkt → Corioliskraft

3. Corioliskraft: wirkt senkrecht zur Bewegungsrichtung, ablenkend

   • Nordhalbkugel: nach rechts

   • Südhalbkugel: nach links

4. Resultat: Luft bewegt sich nicht direkt von Hoch zu Tief, sondern seitlich versetzt → Wind verläuft entlang der Isobaren

1. Biogas ist ein gasförmiger Brennstoff

2. Entsteht durch anaeroben Abbau organischer Stoffe (z. B. Gülle, Mist, Pflanzenreste)

3. Anaerob bedeutet: ohne Sauerstoff

4. Biogasbildung erfolgt z. B. in:

   • Sümpfen, Mooren

   • Verdauungstrakt von Wiederkäuern

   • Fermentern oder Faultürmen (technisch genutzt)

5. Methanbildende Bakterien wandeln organisches Material in Biogas um

6. Hauptbestandteile: Methan (CH₄) und Kohlendioxid (CO₂)

BOBI! Bild is doch einfach nur merit order

I vertrau seine vor und nachteile nd

CHAT GPT:

1. Staat garantiert fixen Abnahmepreis pro kWh für erneuerbaren Strom

2. Betreiber von z. B. PV-, Wind- oder Biogasanlagen speisen Strom ins Netz

3. Netzbetreiber nehmen den Strom pflichtgemäß ab

4. Vergütung erfolgt über staatlich geregelte Tarife, meist für eine feste Laufzeit (z. B. 15–20 Jahre)

Erscheinungsform-Wirkungen??

ChatGPT:

Erscheinungsformen / Wirkungen von Energie:

• Mechanische Energie (Bewegung, z. B. Windkraft)

• Thermische Energie (Wärme, z. B. Verbrennung, Erdwärme)

• Strahlungsenergie (z. B. Sonnenlicht)

• Elektrische Energie (Strom)

• Chemische Energie (z. B. in fossilen Brennstoffen, Batterien)

• Kernenergie (Spaltung von Atomkernen)

<> -> Bobi laut chatGPT < 100 °C laut Google -> einige 100°C

CHatGPT:

1. Hydrothermale Niederdrucklagerstätten

   • < 100 °C, bis ca. 3000 m Tiefe

   • Anwendung: Heizwärme, ORC-Stromerzeugung

2. Hydrothermale Hochdrucklagerstätten

   • > 100 °C bis ca. 200–250 °C

   • Vorgespanntes Heißwasser, oft mit Gas

   • Anwendung: direkte Strom- und Wärmeerzeugung

3. Enhanced Geothermal Systems (EGS)

   • > 150 °C, teils bis 300 °C, in heißen, trockenen Gesteinen

   • Anwendung: große Tiefe, Stromerzeugung, zukunftsweisend

So ein dummes BILD:

In Österreich Einspeisetarif glaub.

Wenn zu viel zeit:

Find i aber nimma in de folien

1. Niederschlagsflächenpotenzial

   → Theoretisch, basiert auf jährlicher Niederschlagsfracht & Topografie → AUT: ~252.000 GWh/a

2. Abflussflächenpotenzial

   → Wie oben, aber abzüglich Verdunstung → AUT: ~150.000 GWh/a

3. Abflusslinienpotenzial

   → Basiert auf Wasserfracht in Flüssen & Gefälle, ohne Verluste und Wirkungsgrad

4. Technisches Potenzial

   → Wie Abflusslinienpotenzial, aber mit Fließverlusten & Wirkungsgraden

5. Ausbauwürdiges Potenzial

   1. Regelarbeitsvermögen aus:

      • Bestehenden,

      • im Bau befindlichen,

      • und geplanten Projekten

• Sonne erwärmt Boden -> Konvektion -> luft steigt auf -> Tiefdruckgebiet am Boden

• absteigende luft vom Höhentief zum bodenhoch

• luft strömt sowohl am boden (bodenwinde) als auch in der Höhe (Höhenwinde) immer von hoch zu tief

• Geschlossener Kreislauf entsteht

Subtrate oder Substanzen -> möglciher tippfeher?? Subtrate in folien substanzen nicht

bei geschlossenen system zirkuliert das arbeitsmedium

q*… müsste glaub volumenstrom sein

ChatGPT

• Biomasse (z. B. Hackschnitzel, Pellets, Rinde, Altholz) wird getrocknet und in den Kessel eingebracht

• In einem Feuerungsbett (z. B. Sand) wird Luft von unten eingeblasen

• Das Bettmaterial wirbelt auf → es entsteht eine „Wirbelschicht“

• Die Biomasse wird dort sehr gut durchmischt und gleichmäßig erhitzt

• Die heiße Verbrennungsluft erwärmt Wasser in einem Dampferzeuger

• Sonnenlicht wird über parabolisch geformte Reflektoren auf einen Punkt entlang der Rinne fokussiert

• Absorberrohre (vakuumiertes Glas/Metallrohr mit hoher Wärmeleitfähigkeit) mit Wärmeträgermedium (thermisches Öl, gesättigter Dampf)

• Wärmeübertragung bei Wärmetauscher auf Arbeitsmedium (Wasser, Dampf), Dampferzeugung, Turbine, Kondensator