Wir erweitern CEEN um den Fachwissenstransfer im Bereich der Energiewirtschaft zwischen Europa und China. Daher werden wir in den nächsten Wochen mehrere Tutorials aus dem Bereich der Kraftwerkstechnik, Energiewirtschaft, Stromhandel und Gashandel auf CEEN veröffentlichen. Wir starten mit einer 24-teiligen Serie zum Thema Kraftwerkstechnik.
Über die nächsten 10 Wochen werden wir die Stromerzeugung in thermischen Kraftwerken unter die Lupe nehmen. Anschließend wird es eine siebenwöchige Serie zur Stromerzeugung in Kernkraftwerken geben. Das Tutorial zur Kraftwerkstechnik wird mit einer Serie zu Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien über 7 Wochen abgeschlossen.
In den ersten 10 Wochen des Tutorial lernen Sie die Grundprinzipien der verschiedenen heutigen Großkraftwerke kennen. Die Effizienz, Feuerungstechnik und die Abgasnachbehandlung, sowie Kraftwerke auf Basis von Gasturbinen und die Eckpunkte der Kraft-Wärme-Kopplung sind ebenfalls Thema des ersten Teils des Tutorials.
Das Thema der ersten Woche:
1. Erzeugung von Strom in thermischen Kraftwerken
Die technische Entwicklung der Stromerzeugung begann mit relativ kleinen Anlagen, aber führte mit der Zeit zu immer größeren Kraftwerken, da nur mit steigender Leistung eine Kostendegression möglich war. Zusätzlich waren dadurch Effizienzsteigerungen möglich.
Dampfkraftprozess allgemein
Die Erzeugung von Strom benötigt Energie, die uns in Form von Primärenergieträgern zur Verfügung steht. Primärenergieträger können jedoch nicht “direkt” in Strom umgewandelt werden. Um die in den Primärenergieträgern gebundene Energie freizusetzen sind technische Prozesse notwendig.
Chemisch gebundene Energie kann durch Verbrennung freigesetzt werden. Bei der Kernspaltung ist dies anders. Auch wenn wir hier von “Brennelementen” sprechen, findet keine Verbrennung statt. Stattdessen wird Energie in Form von schnellen Neutronen freigesetzt.
Die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie ist mit Hilfe einer Brennstoffzelle möglich, allerdings ist die Auswahl der nutzbaren Brennstoffe hier sehr klein.
Die Verbrennung von Energieträgern setzt zuerst einmal Wärme frei. Zur Umwandlung von Wärme in Strom findet häufig der Dampfkraftprozess Anwendung. Der Prozess wird geschlossen mit dem Medium Wasser geführt, ohne dass das Wasser das System verlässt. Wasser eignet sich auf Grund seiner großen Verfügbarkeit, hohen Wärmekapazität und -leitfähigkeit sowie der niedrigen Siedetemperatur.
Im Dampfkraftprozess durchläuft das Medium vier Zustandsänderungen unter der Zu- und Abgabe von Wärme (Q) und der Zu- und Abgabe von Arbeit (W). Eine Zustandsänderung bedeutet in diesem Fall, dass sich entweder Druck oder Temperatur (oder beide) des Arbeitsmediums Wasser ändern.
Der Dampfkraftprozess besteht vereinfachend aus 4 Komponenten, die durch Rohrleitungen miteinander verbunden sind:
- Dampferzeuger und Überhitzer
- Turbine und Generator
- Kondensator
- Pumpe
Der allgemeine Dampfkraftprozess
