Möglichkeiten und Grenzen des Solarstroms: physikalisch-technische, wirtschaftliche und architektonische Strategien für die Solarstromwirtschaft im 21. Jahrhundert
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Bochum
Brockmeyer
2000
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
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| Umfang: | XIII, 176 S. Ill., graph. Darst., Kt. |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS KAPITELUEBERSICHT 1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN DER
STRAHLUNGSENERGIE 4 2 DER STRAHLUNGSEMPFAENGER DIE OPTIMIERUNG DER
SOLARSTROMPRODUKTION 22 3 DIE ZUKUENFTIGE SOLARARCHITEKTUR ZUR
ERSCHLIESSUNG DER SONNENENERGIE 43 4 DIE RENTABILITAET DER
SOLARSTROMWIRTSCHAFT 67 5 DIE GLOBALE ENERGIEVERSORGUNG IM 21.
JAHRHUNDERT 95 INHALT VORWORT V INHALTSVERZEICHNIS VIII EINLEITUNG 1 1.
PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN DER STRAHLUNGSENERGIE 4 1.1. DIE ENERGIE DER
ELEKTROMAGNETISCHEN STRAHLUNG 4 1.1.1. EINFUHRUNG 4 1.1.2. QUANTENPHYSIK
DER STRAHLUNG 5 1.1.2.1. ANZAHL DER LICHTQUANTEN DER SONNENSTRAHLUNG,
DIE DIE LEISTUNG P AUF EINE AUFFANGFLAECHE A ERBRINGEN 6 1.1.2.2. DER
SONNENSTRAHLUNGSDRUCK 7 1.1.2.3. DIE SICHTBARE WIRKUNG DES
SONNENSTRAHLUNGSDRUCKS IN NATUR UND TECHNIK 8 1.1.2.4. DIE
STRAHLUNGSRAUMDICHTE 9 1.1.2.5. DIE VOLUMEN-ENERGIEDICHTE E STR DES
STRAHLUNGSAUSBREITUNGSRAUMS AN DER AUFFANGFLAECHE 10 1.2. DAS
LEISTUNGSPOTENTIAL DER ENERGIEQUELLEN 11 1.2.1. QUANTENMECHANISCHE
ABSCHAETZUNG DER GROESSEN- ORDNUNGEN VON KERNENERGIE UND CHEMISCHER ENERGIE
11 1.2.2. LEISTUNGSDICHTENVERGLEICH ZWISCHEN ENERGIEQUELLEN 12 1.2.2.1.
DIE FOSSILEN BRENNSTOFFE 13 1.2.2.2. KERNBRENNSTOFFE 13
KERNSPALTUNGSREAKTOREN 13 KERNFUSIONSREAKTOREN 13 1.2.2.3. VERGLEICH DER
ENERGIEDICHTEN VON FOSSILEN UND NUKLEAREN BRENNSTOFFEN 14 1.2.2.4.
BERECHNUNG DER SONNENSTRAHLUNGSLEISTUNGSDICHTE (SOLARKONSTANTE C^AMO)
AUSSERHALB DER ERDATMOSPHAERE ANHAND DES BOLTZMANNSCHEN GESETZES 14
1.2.2.5. DIE MIT DER ELEKTROMAGNETISCHEN STRAHLUNG STROEMENDE ENERGIE.
DIE ENERGIE DES ELEKTROMAGNETISCHEN FELDES 15 1.2.2.6. SCHLUSSFOLGERUNGEN
20 1.3. LITERATUR 21 2. DER SONNENSTRAHLUNGSEMPFAENGER 22 2.1. EINLEITUNG
22 2.2. DIE BERECHNUNG DER ERTRAGSLEISTUNG VON SOLARGENERATOREN 23
2.2.1. DER WIRKUNGSGRAD R 24 2.2.1.1. VERBESSERUNGSVERFAHREN DES
WIRKUNGSGRADS VON SOLARZELLEN 24 2.2.1.2. VERBESSERUNG DES
WIRKUNGSGRADES VON PHOTOVOLTAISCHEN SOLARGENERATOREN: 25 2.2.2. DIE
SONNENSTRAHLUNGSLEISTUNGSDICHTE A 26 2.2.2.1. ASTRONOMISCHE ABSCHATTUNG
DER SONNENSTRAHLUNG DURCH DIE PERIODISCHEN BEWEGUNGEN DER ERDKUGEL 26
2.2.2.2. ABSCHWAECHUNG DER SONNENSTRAHLUNG INNERHALB DER ERDATMOSPHAERE 26
2.2.2.3. LOKALE (METEOROLOGISCHE) STRAHLUNGSABSCHATTUNGSFAKTOREN 30
2.2.2.4. DIE GLOBALE SONNENSTRAHLUNGSLEISTUNGSDICHTE 30 2.2.2.5.
QUANTITATIVE ABSCHAETZUNG DES GEWINNFAKTORS BEI VERBESSERUNG DER
ENERGIEAUSBEUTE DURCH NACHFUEHRUNG DES SOLARGENERATORS 33 2.2.2.6.
DIGITALISIERTE SIMULATION ZUR MESSUNG DES LEISTUNGSGEWINNFAKTORS G 34
2.2.3. ZUSAMMENSTELLUNG DER OPTIMIERUNGSFAKTOREN FUER DIE
SOLARZELLENLEISTUNG 40 2.3. LITERATUR 42 3. DIE ZUKUNFTIGE
SOLARARCHITEKTUR ZUR ERSCHLIESSUNG DER SONNENENERGIE 43 3.1. UEBERBLICK
UND AUSBLICK 43 3.2. DIE GEGENWAERTIGE, KONVENTIONELLE SOLARARCHITEKTUR
44 3.3. DIE ZUKUENFTIGE SOLARARCHITEKTUR 46 3.3.1. EINE RENTABLE LOESUNG
46 3.3.2. DAS SOLARHAUS DES 21. JAHRHUNDERTS 47 3.3.2.1. MERKMALE DES
SOLARHAUSES DES 21. JAHRHUNDERTS 47 3.3.2.2. BAULICHE STRATEGIEN UND
BAULICHE GROESSEN DES MUSTERSOLARHAUSES... 51 3.3.2.3.
SONNENNENERGIEGEWINNUNGSMERKMALE DES SOLARHAUSES 53 DIE DACHSCHALE 53
BEITRAG DER DACHSCHALE ZUR AUSBEUTEOPTIMIERUNG DES
SONNENLEISTUNGSEMPFAENGERS 54 3.3.2.4. DIE ORTSLAGE 54 3.3.2.5. DIE
SONNENHOEHE H FUER DIE VIER JAHRESZEITEN AM ORT MIT DER GEOGRAPHISCHEN
BREITE CP 55 3.4. DIE PHOTOVOLTAIKANLAGE 61 3.4.1. GROESSE UND ERTRAG 61
3.5. FAZIT 64 3.6. DAS PATENT 64 3.7. SCHLUSSWORT 65 3.8. LITERATUR 66 4.
DIE RENTABILITAET DER SOLARSTROMWIRTSCHAFT 67 4.1. UEBERBLICK 67 4.2. DIE
SONNENSTRAHLUNGSLEISTUNG 68 4.2.1. DIE SOLARKONSTANTE 68 4.2.2. DIE
GLOBALE STRAHLUNGSLEISTUNGSDICHTE (O EFF ) 68 4.3. DIE
WIRTSCHAFTLICHKEIT DER SOLARZELLENANLAGE 68 4.3.1. DER GESAMTERTRAG 70
4.3.1.1. DIE LEISTUNGSAUSBEUTE (ERTRAGSLEISTUNG) DER SOLARZELLEN 70
4.3.1.2. DER ANSCHAFFUNGSKAPITALEINSATZ 70 4.3.1.3. DIE TILGUNGSZEIT T
71 AUFWAND UND ERTRAG DER ANLAGE FUER DIE TILGUNGSZEIT T 71 4.3.1.4. DER
PREIS DES SOLARSTROMS K (* / K WH) 73 4.3.2. DIE
HERSTELLUNGSENERGIERUECKLAUFZEIT T UE 82 4.4. ZUSAMMENFASSUNG 85 4.4.1.
DIE GROESSENDES SOLARSTROMS 85 4.4.2. FORMELN: 86 4.5. ANWENDUNGSBEISPIELE
87 4.5.1. ANWENDUNGSBEISPIEL 1 87 4.5.1.1. DER GESAMTLEISTUNGSBEDARF 87
4.5.1.2. DIE BENOETIGTE GESAMTFLAECHE OHNE NACHFUEHRUNGSGEWINN (BEI G =
1)87 4.5.1.3. GROESSE DER ZUR VERFUEGUNG STEHENDEN HAUSDACHFLAECHE SAMT
GROSSGEBAEUDENDACH- BZW. TEILFASSADENFLAECHE 87 4.5.1.4. KAUFBETRAG DER
SOLARZELLENFLAECHE 88 4.5.2. ANWENDUNGSBEISPIEL 2 88 4.5.2.1. DIE
DIMENSIONIERUNG EINER PHOTOVOLTAIKANLAGE., 88 4.5.2.2. DIE
WIRTSCHAFTLICHKEIT DER PHOTOVOLTAIKANLAGE: 89 4.6. BESTIMMUNG DER
EFFEKTIVEN AUFFANGFLAECHE A DES SOLARGENERATORS 91 4.7. FAZIT 92 4.8.
LITERATUR 94 5. DIE GLOBALE ENERGIEVERSORGUNG IM 21. JAHRHUNDERT 95 5.1.
UEBERBLICK UND AUSBLICK 95 5.2. DIE BEDINGUNGEN FUER DEN AUFBAU EINES
ENERGIEVERSORGUNGSSYSTEMS MIT DER ERSCHLIESSUNG VON UMWELTFREUNDLICHEN
UND UNERSCHOEPFLICHEN ENERGIEQUELLEN 96 5.2.1. DIE EIGENSCHAFTEN UND
BEDINGUNGEN EINES ENERGIEVERSORGUNGSYSTEMS.. 96 5.2.1.1. DIE AUFBAUZEIT
MUSS KUERZER ALS DIE LEBENSDAUER DER FOSSILEN ROHSTOFFE SEIN 96 5.2. 5.2.
5.2. 5.2. 5.2. 5.2. .2. SELBSTVERMEHRUNGSSTRATEGIE 96 .3. REICHLICH UND
PREISWERT VORHANDENE ROHSTOFFE 97 .4. WIRKLICH UMWELTFREUNDLICHE SYSTEME
97 .5. STRATEGIE DER MODULBAUWEISE 97 .6. SELBSTFINANZIERUNGSSTRATEGIE
97 .7. SOZIAL - POLITISCHE AUSGEWOGENHEIT 98 5.2.1.8. AUSREICHENDE,
PREISWERTE UND VERLAESSLICHE ENERGIEERNTE 98 5.3. DIE NOTWENDIGKEIT DER
ABLOESUNG DER NUKLEAREN UND FOSSILEN ENERGIETRAEGER 99 5.3.1. GRUENDE FUER
DIE ABLOESUNG DER KERNBRENNSTOFFE 99 5.3.2. GRUENDE FUER DIE ABLOESUNG DER
FOSSILEN ROHSTOFFE 99 5.4. SZENARIEN DER WELTENERGIEVERSORGUNG IM 21.
JAHRHUNDERT 102 5.4.1. SZENARIO NR. 1: DIE WELTWEITE ABLOESUNG DER
FOSSILEN UND NUKLEAREN ENERGIETRAEGER DURCH DAS SYSTEM SOLARZELLE -
ELEKTROLYSEUR -BRENNSTOFFZELLE 102 5.4.1.1. DIE WASSERSTOFFPLANTAGE 102
5.4.1.2. AUFBAUZEIT 103 5.4.1.3. AUFBAU DER GROSSSOLARZELLENFLAECHE. DAS
SELBSVERMEHRUNGSPRINZIP. DIE WASSERSTOFFPLANTAGE 103 AUFGABENSTELLUNG
104 LOESUNG 108 DIE GELIEFERTE SOLARSTROMLEISTUNG PRO FABRIK, POSITION 7
109 WASSERSTOFFERNTE 109 SILIZIUM-ROHSTOFFAUFWAND 110 ENERGIEAUFWAND 110
KAPITALINVESTITION 111 LOESUNGSENTWICKLUNG IM VERZEHNFACHUNGS -
WACHSTUMSFALL 112 LOESUNGSENTWICKLUNG IM VERDOPPLUNGS - WACHSTUMSFALL 116
VERGLEICH DER BEIDEN ENTSTANDENEN WASSERSTOFFPLANTAGEN DES SZENARIOS 1
120 5.4.1.4. EIGENSCHAFTEN EINES GUTEN ENERGIESPEICHERS 122 5.4.1.5. DER
WASSERSTOFF ALS SPEICHER 122 NACHTEILE DES WASSERSTOFFS ALS
ENERGIESPEICHER: 122 SPEICHERUNG DES WASSERSTOFFS 123 5.4.1.6.
SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM SZENARIO NO.L 125 5.4.2. SZENARIO 2 129 5.4.3.
SZENARIO 3 129 5.4.4. GEGENWART 133 5.5. SCHLUSSFOLGERUNGEN 135 5.6.
LITERATUR 136 6. LITERATURVERZEICHNIS 139 7. ANHANG 141 7.1.
BILDQUELLENNACHWEIS 141 7.2. TABELLENLISTE 141 7.3. FORMELN IM KAPITEL 1
142 7.4. FORMELN IM KAPITEL 2 144 7.5. FORMELN IM KAPITEL 3 145 7.6.
FORMELN IM KAPITEL 4 146 7.7. FORMELN M KAPITEL 5 148 7.8. GRUNDLEGENDE
PHYSIKALISCHE KONSTANTEN 149 7.9. UEBUNGSAUFGABEN MIT LOESUNGSBEISPIELEN
151 7.9.1. KAPITEL 1 151 7.9.2. KAPITEL 2 152 7.9.3. KAPITEL 3 153
7.9.4. KAPITEL 4 154 7.9.5. KAPITEL 5 155 7.10. ENERGIE (E) UND LEISTUNG
(P) 157 7.11. ENERGIEUMWANDLUNGSFAKTOREN 158 7.12.
LEISTUNGSUMWANDLUNGSFAKTOREN 159 7.13. PHYSIKALISCH-CHEMISCHE
EIGENSCHAFTEN VON WASSERSTOFF UND BENZIN 160 7.14. SPEZIFISCHER HEIZWERT
DER FOSSILEN BRENNSTOFFE.. 160 7.15. DEZIMALE VIELFACHE UND BRUCHTEILE
DER EINHEIT ...161 8. STICHWORTVERZEICHNIS 162
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