Vorwort	6
	Vorwort zur vierten Auflage	7
	Inhaltsverzeichnis	8
	1 Energie, Klimaschutz und erneuerbare Energien	14
	1.1 Der Begriff Energie	14
	1.2 Entwicklung des Energiebedarfs	19
	1.2.1 Entwicklung des Weltenergiebedarfs	19
	1.2.2 Entwicklung des Energiebedarfs in Deutschland	21
	1.3 Reichweite konventioneller Energieträger	24
	1.4 Der Treibhauseffekt	25
	1.5 Kernenergie contra Treibhauseffekt	31
	1.5.1 Kernspaltung	31
	1.5.2 Kernfusion	34
	1.6 Nutzung erneuerbarer Energien	35
	1.6.1 Geothermische Energie	36
	1.6.2 Planetenenergie	36
	1.6.3 Sonnenenergie	37
	1.7 Künftiger Energiebedarf und Klimaschutz	44
	1.7.1 Entwicklung des weltweiten Energiebedarfs	44
	1.7.2 Internationaler Klimaschutz	47
	2 Sonnenstrahlung	50
	2.1 Einleitung	50
	2.2 Der Fusionsreaktor Sonne	50
	2.3 Sonnenstrahlung auf der Erde	54
	2.4 Bestrahlungsstärke auf der Horizontalen	57
	2.5 Berechnung des Sonnenstandes	60
	2.6 Berechnung des Sonneneinfallswinkels	63
	2.7 Bestrahlungsstärke auf der geneigten Ebene	64
	2.7.1 Direkte Strahlung auf der geneigten Ebene	64
	2.7.2 Diffuse Strahlung auf der geneigten Ebene	65
	2.7.3 Bodenreflexion	66
	2.7.4 Strahlungsgewinn durch Neigung oder Nachführung	67
	2.8 Berechnung von Abschattungsverlusten	70
	2.8.1 Aufnahme der Umgebung	70
	2.8.2 Bestimmung des direkten Abschattungsgrades	72
	2.8.3 Bestimmung des diffusen Abschattungsgrades	73
	2.8.4 Gesamtermittlung der Abschattungen	75
	2.8.5 Optimaler Abstand bei aufgeständerten Solaranlagen	75
	3 Nicht konzentrierende Solarthermie	80
	3.1 Grundlagen	80
	3.2 Solarthermische Systeme zur Wassererwärmung	83
	3.2.1 Solare Schwimmbadbeheizung	83
	3.2.2 Solare Brauchwassererwärmung	85
	3.3 Solarkollektoren	88
	3.3.1 Speicherkollektoren	89
	3.3.2 Flachkollektoren	91
	3.3.3 Vakuumröhrenkollektor	97
	3.3.4 Kollektorleistung und Kollektorwirkungsgrad	98
	3.4 Rohrleitungen	100
	3.4.1 Leitungsaufheizverluste	103
	3.4.2 Zirkulationsverluste	104
	3.5 Speicher	106
	3.5.1 Brauchwasserspeicher	107
	3.5.2 Schwimmbecken	111
	3.6 Nutzwärmebedarf und Deckungsrate bei Brauchwasseranlagen	114
	3.7 Aufwindkraftwerke	117
	4 Konzentrierende Solarthermie	120
	4.1 Einleitung	120
	4.2 Konzentration von Solarstrahlung	120
	4.3 Konzentrierende Kollektoren	123
	4.3.1 Linien-Kollektoren	125
	4.3.2 Punkt-Konzentratoren	134
	4.4 Wärmekraftmaschinen	135
	4.4.1 Carnot-Prozess	135
	4.4.2 Clausius-Rankine-Prozess	136
	4.4.3 Joule-Prozess	139
	4.4.4 Stirling-Prozess	140
	4.5 Konzentrierende solarthermische Anlagen	140
	4.5.1 Parabolrinnen-Kraftwerke	140
	4.5.2 Solarturm-Kraftwerke	143
	4.5.3 Dish-Stirling-Anlagen	145
	4.5.4 Sonnenöfen und Solarchemie	147
	4.6 Stromimport	148
	5 Photovoltaik	150
	5.1 Einleitung	150
	5.2 Funktionsweise von Solarzellen	152
	5.2.1 Das Atommodell nach Bohr	152
	5.2.2 Der Photoeffekt	153
	5.2.3 Funktionsprinzip einer Solarzelle	155
	5.3 Herstellung von Solarzellen und Solarmodulen	162
	5.3.1 Solarzellen aus kristallinem Silizium	162
	5.3.2 Solarmodule mit kristallinen Zellen	164
	5.3.3 Dünnschichtzellen	164
	5.4 Elektrische Beschreibung von Solarzellen	166
	5.4.1 Einfaches Ersatzschaltbild	166
	5.4.2 Erweitertes Ersatzschaltbild (Eindiodenmodell)	167
	5.4.3 Zweidiodenmodell	169
	5.4.4 Zweidiodenmodell mit Erweiterungsterm	170
	5.4.5 Weitere elektrische Zellparameter	171
	5.4.6 Temperaturabhängigkeit	174
	5.4.7 Parameterbestimmung	176
	5.5 Elektrische Beschreibung von Solarmodulen	177
	5.5.1 Reihenschaltung von Solarzellen	177
	5.5.2 Reihenschaltung unter inhomogenen Bedingungen	178
	5.5.3 Parallelschaltung von Solarzellen	182
	5.5.4 Technische Daten von Solarmodulen	182
	5.6 Solargenerator und Last	183
	5.6.1 Widerstandslast	183
	5.6.2 Gleichspannungswandler	184
	5.6.3 Tiefsetzsteller	186
	5.6.4 Hochsetzsteller	188
	5.6.5 Weitere Gleichspannungswandler	189
	5.6.6 MPP-Tracker	190
	5.7 Akkumulatoren	193
	5.7.1 Akkumulatorarten	193
	5.7.2 Der Bleiakkumulator	194
	5.7.3 Andere Akkumulatortypen	199
	5.7.4 Akkumulatorsysteme	201
	5.7.5 Andere Speichermöglichkeiten	204
	5.8 Wechselrichter	205
	5.8.1 Wechselrichtertechnologie	205
	5.8.2 Wechselrichter in der Photovoltaik	210
	6 Windkraft	214
	6.1 Einleitung	214
	6.2 Dargebot von Windenergie	215
	6.2.1 Entstehung des Windes	215
	6.2.2 Angabe der Windstärke	216
	6.2.3 Windgeschwindigkeitsverteilungen	216
	6.2.4 Einfluss der Umgebung und Höhe	219
	6.3 Nutzung der Windenergie	221
	6.3.1 Im Wind enthaltene Leistung	221
	6.3.2 Widerstandsläufer	224
	6.3.3 Auftriebsläufer	226
	6.4 Bauformen von Windkraftanlagen	230
	6.4.1 Windkraftanlagen mit vertikaler Drehachse	230
	6.4.2 Windkraftanlagen mit horizontaler Drehachse	232
	6.5 Elektrische Maschinen	238
	6.5.1 Elektrische Wechselstromrechnung	239
	6.5.2 Drehfeld	242
	6.5.3 Synchronmaschine	247
	6.5.4 Asynchronmaschine	252
	6.6 Elektrische Anlagenkonzepte	259
	6.6.1 Asynchrongenerator mit direkter Netzkopplung	259
	6.6.2 Synchrongenerator mit direkter Netzkopplung	262
	6.6.3 Synchrongenerator mit Umrichter und Zwischenkreis	263
	6.6.4 Drehzahlregelbare Asynchrongeneratoren	264
	6.7 Netzbetrieb	265
	6.7.1 Anlagenertrag	265
	6.7.2 Netzanschluss	266
	7 Wasserkraft	269
	7.1 Einleitung	269
	7.2 Dargebot der Wasserkraft	270
	7.3 Wasserkraftwerke	273
	7.3.1 Laufwasserkraftwerke	273
	7.3.2 Speicherwasserkraftwerke	275
	7.3.3 Pumpspeicherkraftwerke	276
	7.4 Wasserturbinen	279
	7.4.1 Turbinenarten	279
	7.4.2 Turbinenwirkungsgrad	283
	7.5 Weitere technische Anlagen zur Wasserkraftnutzung	285
	7.5.1 Gezeitenkraftwerke	285
	7.5.2 Meeresströmungskraftwerke	286
	7.5.3 Wellenkraftwerke	287
	8 Weitere Nutzung regenerativer Energien	289
	8.1 Nutzung der Geothermie	289
	8.1.1 Geothermievorkommen	289
	8.1.2 Geothermische Heizwerke	290
	8.1.3 Geothermische Kraftwerke	291
	8.2 Wärmepumpen	293
	8.2.1 Kompressions-Wärmepumpen	294
	8.2.2 Absorptions-Wärmepumpen	296
	8.2.3 Adsorptions-Wärmepumpen	297
	8.3 Nutzung der Biomasse	298
	8.3.1 Vorkommen an Biomasse	298
	8.3.2 Biomasse-Anlagen	302
	8.4 Brennstoffzellen und Wasserstofferzeugung	305
	8.4.1 Wasserstofferzeugung und -speicherung	305
	8.4.2 Brennstoffzellen	307
	9 Wirtschaftlichkeitsberechnungen	313
	9.1 Einleitung	313
	9.2 Klassische Wirtschaftlichkeitsberechnungen	314
	9.2.1 Berechnungen ohne Kapitalverzinsung	314
	9.2.2 Berechnungen mit Kapitalverzinsung	319
	9.2.3 Zukünftige Entwicklung der Kosten für regenerative Energien	323
	9.2.4 Kosten konventioneller Energiesysteme	324
	9.3 Externe Kosten des Energieverbrauchs	326
	9.3.1 Subventionen im Energiemarkt	326
	9.3.2 Ausgaben für Forschung und Entwicklung	328
	9.3.3 Kosten für Umwelt- und Gesundheitsschäden	329
	9.3.4 Sonstige externe Kosten	330
	9.3.5 Internalisierung der externen Kosten	330
	9.4 Kritische Betrachtung der Wirtschaftlichkeitsberechnungen	332
	9.4.1 Unendliche Kapitalvermehrung	332
	9.4.2 Die Verantwortung des Kapitals	333
	10 Simulation	335
	10.1 Allgemeines zur Simulation	335
	10.2 Die CD-ROM zum Buch (Inhalte auf Anfrage erhältlich)	336
	10.2.1 Start und Überblick	336
	10.2.2 Abbildungen	337
	10.2.3 Software	337
	10.2.4 Vermischtes	339
	Literaturverzeichnis	340
	Sachwortverzeichnis	346
	Mehr eBooks bei www.ciando.com	0