Elektrische Energieerzeugung by Jürgen Pinske

By Jürgen Pinske

Die Versorgung der ständig zunehmenden Weltbevölkerung mit Energie wird immer mehr zu einem der bedeutsamen Probleme unserer Zeit. Unter den in Frage kom­ menden Energiearten nimmt die elektrische Energie wegen ihrer guten Anwend­ barkeit in den verschiedenen Verbrauchsbereichen einen wichtigen Platz ein. Sie muß aber aus anderen Energieträgern erzeugt werden. Mit dieser Energieumwandlung und den dabei auftretenden energetischen und technischen Fragen aus der Sicht des Elektrotechnikers beschäftigt sich das vorliegende Skriptum. Verluste und Wirkungsgrade sind wichtige Aspekte bei allen behandelten Energieumwandlungsprozessen. Eng damit verbunden ist die Wirtschaftlichkeit der Stromerzeugung, weswegen einige Grundlagen der Elektrizitätswirtschaft vorangestellt werden. Der eigentliche Stromerzeuger -der Synchrongenerator -wird als elektrische Maschine andernorts ausgiebig behandelt, daher werden hier nur die Ausführungs­ arten und einige in der Praxis wichtige Themen der Generatorperipherie ange­ sprochen, wie Spannungs- und Leistungsregelung, Kühlung, Schutz. Weitere Ab­ schnitte behandeln die verschiedenen Möglichkeiten der Stromerzeugung in Wärme­ und Wasserkraftwerken. Da die Vorräte der in Wärmekraftwerken hauptsächlich eingesetzten fossilen Brennstoffe begrenzt sind, und guy daher in näherer oder fernerer Zukunft auf andere Energieträger wird ausweichen müssen, wird auch auf die Nutzungsmöglichkeiten der regenerativen, additionally erneuerbaren Energiequellen eingegangen. Die dafür anwendbaren Konzepte sind meist großtechnisch noch nicht erprobt, Aussagen über die anlagentechnische Verwirklichung können deswegen nur vorläufigen Charakter haben.

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18 Untererregungsschutz Belastungsdiagramm des Synchrongenerators hervorgeht, kann dieser im untererregten Betrieb, also bei kapazitiver Leistungsabgabe, nur gering belastet werden. Es besteht daher, vor allem bei 39 Vollast und Ansteigen der Spannung im Netz, die Gefahr des Außertrittfallens des Generators wegen zu geringer Erregung. 18) oder bei analog-elektronischer bzw. digitaler Ausführung auch direkt als Polygonzug nachgebildet. Bei Unterschreitung wird der Generator nach einer Vorwarnzeit, die dem Bedienungspersonal oder der Automatik Gelegenheit zur Erhöhung der Erregung gibt, vom Netz getrennt.

Steinkohle, Öl, Gas und Bezug aus Fremdnetzen decken den relativ stark schwankenden Mittellast- und teilweise auch den unteren Spitzenlastbedarf, während Speicher (hauptsächlich Wasser) die Energie für 50 die äußersten Spitzen liefern. 2 zu sehen. 2 Primärenergieeinsatz 1960 - 1990 Danach haben bis 1960 im wesentlichen die Kohle und in geringerem Maß die Wasserkraft zur Elektrizitätserzeugung beigetragen. Anfang der sechziger Jahre beginnt der Einsatz des Erdöls und etwa fünf Jahre später der des Erdgases, während die Kernkraft ab 1970 einen merkbaren Beitrag zu leisten beginnt.

Allerdings ist bei Anlagen der erforderlichen Größenordnung eine gewisse Umweltbeeinträchtigung unvermeidbar, die beim Wasserkraftwerk in der Notwendigkeit eines großen Staubeckens liegt; jedoch stellt ein Speichersee immer eine deutlich geringere Umweltbelastung dar als der Ausstoß von Luftschadstoffen (im Kohlekraftwerk) oder der Anfall von radioaktiven Abfallstoffen (im Kernkraftwerk). Trotz dieser Vorteile kommen nur ca 4 % der deutschen Stromproduktion aus Wasserkraftwerken, was daran liegt, daß in Mitteleuropa die Wasserkräfte fast vollständig ausgebaut sind, und damit eine weitere Steigerung nicht möglich ist.

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