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Wärme
Definition:

Wärme Q ist eine Form der inneren Energie. Was wir im Alltag als Wärme kennen, entspricht auf mikroskopischer Ebene einer ungeordneten Bewegung der kleinsten Materiebestandteile. Im Gegensatz zu allen anderen Energieformen lässt sich Wärme infolge ihrer statistisch ungeordneten Natur nicht vollständig in andere Energieformen überführen. Wärme unterscheidet man im Allgemeinen in fühlbare Wärme und latente Wärme.

 

Wärmepumpe
Definition:

Wärmepumpen sind Geräte, die einem vorliegenden Wärmereservoir niederer Temperatur Wärme entziehen und diese bei hoher Temperatur an ein anderes Wärmereservoir abgeben. Die abgegebene Wärme wird dabei einem Wärmeverbraucher zugeführt und damit genutzt. Da Wärme nie von alleine von einem niedrigeren zu einem höheren Temperaturniveau fließt, ist ein derartiger Prozess nur durch Zufuhr von Exergie, die in der Antriebsenergie enthalten ist, möglich. Die zugeführte Antriebsenergie wird dabei an das Wärmereservoir mit der höheren Temperatur abgegeben.

Die Antriebsenergie kann je nach Funktionsprinzip der Wärmepumpe in Form von mechanischer Energie oder von Wärme zugeführt werden. Entsprechend wird hinsichtlich des daraus resultierenden Antriebsprinzips zwischen Kompressions- und Sorptionswärmepumpen unterschieden.

Wärmepumpen werden überwiegend zur Warmwasserbereitung und zur Heizungsunterstützung in Gebäuden eingesetzt. Als Wärmequelle kommen die Umgebungsluft und das Erdreich in Frage. Das Erdreich ist als Wärmequelle dahingehend sehr attraktiv, weil es einerseits den Problemen der Umgebungsluft als Wärmequelle nicht ausgesetzt ist (z.B. schwankende Temperaturen, geringe Dichte und kleine Wärmekapazität der Luft bedeuten hohe Volumenströme, hohe Temperaturspreizung besonders im Winter) und somit höhere Leistungszahlen realisieren kann. Andererseits bietet sich das Erdreich einmal als Wärmequelle (Heizmodus) und einmal als Wärmesenke (Kühlmodus) an. Man ist somit in der Lage mit erdgekoppelten Wärmepumpen zu Heizen und zu Kühlen.

 

Wärmequelle
Definition:

Technische Geräte oder natürliche Objekte, die Wärme an ihre Umgebung oder andere Körper abgeben, nennt man Wärmequellen. Voraussetzung dafür, dass ein Körper Wärme abgibt, ist ein Temperaturunterschied mit seiner Umgebung oder mit einem anderen Körper. Körper mit höherer Temperatur geben ihre Wärme an ihre Umgebung bzw. Körper mit niedriger Temperatur ab.

Einen nutzbare Wärmequelle für den Wärmeentzug z.B. durch eine Wärmepumpe ist das Erdreich, das Grundwasser oder die Umgebungsluft.

 

Wärmesenke
Definition:

Technische Geräte oder natürliche Objekte, die Wärme von ihrer Umgebung oder einem anderen Körper aufnehmen, nennt man Wärmesenken. Voraussetzung dafür, dass ein Körper Wärme aufnimmt, ist ein Temperaturunterschied mit seiner Umgebung oder mit einem anderen Körper. Körper mit niedriger Temperatur nehmen die Wärme ihrer Umgebung bzw. anderer Körper mit höherer Temperatur auf.

Eine Wärmesenke ist z.B. die Anlage oder das Objekt, welches die durch die Wärmepumpe auf ein höheres Temperaturniveau gebrachte Wärme nutzt.

 

Wärmespeicher
Definition:

Wärmespeicher sind technische Anlage zur zeitweisen Aufnahme, Speicherung und bei Bedarf Abgabe von Wärme. Für Solarheizungen beispielsweise sind Wärmespeicher unentbehrlich, um Intensitätsschwankungen der Sonneneinstrahlung auszugleichen.

 

Wärmetauscher
Definition:

Der Wärmetauscher ist ein umgangssprachlicher Begriff für den Wärmeübertrager. Streng genommen kann Wärme nicht „getauscht“ oder „ausgetauscht“ werden, denn dies widerspricht dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Wärme kann nur von einem Niveau höherer Temperatur auf ein Niveau niedrigerer Temperatur übertragen werden.

 

Wärmeübertrager
Definition:

Soll Energie als Wärme von einem Fluidstrom auf einen anderen übertragen werden, so führt man die beiden Fluide durch einen Apparat, der Wärmeübertrager genannt wird. Die Fluidströme sind dabei durch eine materielle Wand, meist eine Rohrwand, getrennt, durch die Wärme vom Fluid mit der höheren Temperatur auf das kältere Fluid übertragen wird.

Wärmeübertrager kommen in verschiedenen Bauarten vor, die sich insbesondere durch die Stromführung der beiden Fluide unterscheiden. Die drei Grundformen sind der Gegenstrom-, Gleichstrom- und der Kreuzstromwärmeübertrager. Die in der Praxis am häufigsten verwendete Bauform ist der Rohrbündelwärmeübertrager.

 

Wasserstoff
Definition:

Elementarer Wasserstoff ist ein unter Normalbedingungen relativ reaktionsträges, farb-, geschmack- und geruchloses, zweiatomiges Gas (Diwasserstoff, H2). Es ist brennbar, ungiftig, nicht wassergefährdend und hat eine sehr geringe Dichte. Es ist das leichteste aller Gase (circa 14 mal leichter als Luft), was auch die Ursache des außerordentlich großen Diffusionsvermögen ist. Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum: er macht 90% aller Atome und damit rund Dreiviertel der gesamten Masse aus.

Wasserstoff kommt in der Natur ausschließlich in gebundenem Zustand vor. Durch den Einsatz von Energie lässt er sich elementar darstellen und wird dadurch zum Energieträger, dessen chemisch gespeicherte Energie nutzbar ist. Zur Stunde kommt dem Wasserstoff als „Energieträger der Zukunft“ besondere Aufmerksamkeit zugute.

 

Wasserstoffwirtschaft
Definition:

Unter Wasserstoffwirtschaft werden zwei unterschiedliche Konzepte verstanden.
Die erste Vorstellung basiert auf der Erzeugung von Wasserstoff durch Strom (z.B. Elektrolyse) mit einer zentralen Rückverstromung bei Bedarf. Der Wasserstoff gelangt demnach nicht zum Endverbraucher, sondern wird in Gasspeichern untergebracht. Nüchtern betrachtet handelt es sich bei diesem Konzept um eine Modifikation unserer bestehenden stromgeführten Energiewirtschaft mit all ihren Energiewandlungstechnologien, Verteilnetzen und energetischen Verlusten.

Das andere Konzept basiert auf einer Herstellung von Bio-Wasserstoff mittels thermochemischer Vergasung kohlenstoffhaltiger Stoffe (z.B. Restholz, biogene Abfälle, Klärschlamm, Plastik, Gummi oder auch Altöl).

„In einer echten Wasserstoffwirtschaft wird umfassend auf allen Ebenen mit Wasserstoff gehandelt und gewirtschaftet. Daraus folgt, dass Wasserstoff vorzugsweise per Rohrleitungen an den Endkunden geliefert werden muss. Erst beim Endkunden erfolgt die letzte Energiewandlung in Strom und Wärme. Die echte Wasserstoffwirtschaft ist eine Lösung für die gesamte Energiewirtschaft. Also für Strom, Wärme und Treibstoffe.“ 1

Betrachtet man dieses Konzept ebenfalls objektiv, muss festgehalten werden, dass es sich bei der echten Wasserstoffwirtschaft um eine wärmegeführte Energiewirtschaft handelt und deren Einführung einer Revolution gleich käme, in der keine zentralen stromerzeugenden Kraftwerke, keine Stromnetze sowie kein Erdgas mehr vonnöten wären. Dies wiederum bedeutet, dass die Energiekonzerne ihre gesamte Geschäftsbasis verlieren, der Grünstrombranche die Basis (Stromnetze) abhanden kommt und Biodiesel, Ethanol sowie BtL-Kraftstoffe ihre Kunden verlieren würden. Es ist nachzuvollziehen, dass dies enormen Widerstand entstehen lässt.

1 Tetzlaff, Karl-Heinz; Wasserstoff für alle; BoD Verlag, 3. aktualisierte Auflage, 2011, S. 225

 

Watt
Definition:

Das Watt W ist die Einheit der Leistung im SI-System. Ein Watt entspricht einem Joule pro Sekunde.

 

Wechselstrom
Definition:

Ein Strom, dessen Richtung sich periodisch ändert, nennt man Wechselstrom. Er muss im zeitlichen Verlauf nicht unbedingt einer Sinusfunktion entsprechen. Allerdings ist der sinusförmige Wechselstrom technisch am weitesten verbreitet. Stromstärke und Spannung schwingen mit einer festen Frequenz. Im europäischen Leitungsnetz bedeuten die üblichen 50Hz, dass der Strom 50 mal in der Sekunde seine Richtung ändert. Für die Eisenbahn hingegen werden 16,7Hz verwendet.

 

Windenergieanlage
Definition:

Eine Windenergieanlage (oder auch Windkraftanlage) ist eine Anlage zur Wandlung der im Wind enthaltenen Energie in elektrische Energie. In Deutschland bewirkte das EEG einen enormen Zuwachs an Windenergieanlagen, weil es die in das öffentliche Netz eingespeiste elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen hoch vergütet.

Da die Stromerzeugung von Windenergieanlagen direkt von der Windgeschwindigkeit abhängig ist, schwankt die Erzeugung und entsprechend die Einspeisung von Strom in das Stromverteilnetz. Dieses fluktuierende Einspeiseverhalten der Windenergieanlagen (ebenso PV-Anlagen) können die Netzstabilität und somit die Versorgungssicherheit negativ beeinflussen.

 

Wirkungsgrad
Definition:

Als Wirkungsgrad η wird der Quotient aus einer nutzbaren abgegebenen Leistung und einer zugeführten Leistung verstanden. Der Wirkungsgrad ist damit eine „Momentaufnahme“ eines Umwandlungsprozesses zu einem gegebenen Zeitpunkt. Betrachtet man den Wirkungsgrad eines Prozesses über einen längeren Zeitraum, so erhält man den mittleren Wirkungsgrad, den sogenannten Nutzungsgrad.

Der Unterschied zwischen Wirkungsgrad und Nutzungsgrad kann beträchtlich sein. In letzterem sind beispielsweise Verluste durch Stillstand und Leerlauf oder Anfahr- und Abfahrvorgänge enthalten. Auch ungünstige Betriebszustände führen dazu, dass der Nutzungsgrad einer Anlage niedriger ist als der maximale Wirkungsgrad. Dies ist insbesondere bei dem Vergleich verschiedener Anlagen zu berücksichtigen. Vielfach geben Hersteller nur den Wirkungsgrad in einem bestimmten Betriebspunkt an. Dieser muss aber nicht unbedingt repräsentativ für das reale Betriebsverhalten des Gerätes sein.

 

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