Solarthermische Hochtemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 555

Abb. 7.53 Abbildung des
Carnot-Kreisprozesses im
T - S -Diagramm

damit der Nutzen in mehreren Teilschritten zu- bzw. abgeführt, um eine Wirkungsgrad-
steigerung zu erzielen. Ähnliches gilt für den Aufwand. Generell ist die egoistische Vorzei-
chenregel zu beachten, das heißt dem System zugeführte Energie wird als positiv angesetzt
während abgeführte Energie mit einem negativen Vorzeichen belegt wird.
Für Kreisprozesse mit einem durchlaufenden Massenstrom ergibt sich für den thermi-
schen Wirkungsgrad folgende Definition:

− m ˙ · w t , ij − w t , ij

= |

P |

P ro z esse ij P ro z esse ij

η th = = ,

(7.73)

˙

m ˙ · q t , ij q t , ij

Q

P ro z esse ij P ro z esse ij

worin w t, ij die spezifische Arbeitsabgabe beim Übergang vom Zustand i nach j ist und q t, ij
dementsprechend die spezifische Wärmezufuhr beim Übergang des Prozessschrittes i
nach j darstellt.

7.8.2 Carnot Prozess, Auswirkung irreversibler Vorgänge

Die Bedeutung des rein theoretischen Carnot-Kreisprozess besteht darin, dass er den
höchsten thermischen Wirkungsgrad und damit das Optimum angibt, das von keinem
speziellen Kreisprozess, bei dem sich das Arbeitsmedium zwischen denselben Tempera-
turen bewegt, übertroffen werden kann. Damit gibt der aus den Arbeitstemperaturen er-
mittelte Carnotsche-Wirkungsgrad η c an, welcher Anteil der zugeführten Wärme maximal
in mechanische Arbeit umgewandelt werden kann. Der Carnot-Prozess besteht aus zwei
isothermen und zwei isentropen Zustandsänderungen und bildet im Temperatur-Entro-
pie-( T - S ) Diagramm, das die Abb. 7.53 zeigt, ein Rechteck. Der Prozessablauf lautet wie
folgt: