Environmental Engineering Reference
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Abschnitten ausführlich beschätigen. Da es sich hierbei um den Vergleich verschiede-
ner Wandlungstechnologien handelt, ist der entscheidende Parameter der global gültige
Wirkungsgrad η Wd , mit dem sich Solarenergie, Gravitationsenergie und Erdwärme in die
erneuerbaren Energien W (ernb) wandeln lassen. Die erst genannten Eingangsenergien W i
lassen sich nicht unmittelbar mit der heute dominanten Form der Primärenergie W (foss)
vergleichen, sondern erst nach der Wandlung W (ernb) = η Wd W i . Dies ist eine allgemein
übliche und akzeptierte Methode, sie verlangt:
Um das Primärenergieäquivalent W (ernb) der Eingangsenergien W i zu berechnen,
wird in diesem Buch die Wirkungsgradmethode verwendet:
W (ernb) = η Wd W i
Um das tatsächliche Versorgungspotenzial erneuerbarer Energien zu bestimmen, ist
dagegen nicht der Wirkungsgrad η Wd entscheidend, sondern der Standort abhängige Nut-
zungsgrad ζ Wd , wie es in Abschn. 2.4.1 beschrieben ist.
Nicht alle Prozesse in Abb. 6.1 sind bis zu einer technischen Anwendung entwickelt
worden, wahrscheinlich wegen der damit verbundenen Schwierigkeiten und des geringen
Wirkungsgrads. Wir werden die Prozesse behandeln, über die bereits Erfahrungen bei ih-
rem praktischen Einsatz vorliegen.
6.1 Die Solarenergie: Verfügbarkeit
DieSonneversorgtunsmitSolarenergie,undzwarmithilfederelektromagnetischenStrah-
lung ( Sonnenstrahlung ), die jeder Körper bei einer Temperatur T aussendet. Dies haben
wir in Abschn. 4.5.1 besprochen. Die Sonne verhält sich wie ein schwarzer Körper ,daher
gelten für sie auch die physikalischen Emissionsgesetze eines derartigen Körpers. Die spek-
trale Intensitätsverteilung S SK
( λ , T ) ist durch das Plank'sche Strahlungsgesetz gegeben,
siehe ( 2.41 )
d I SK
d λ =
πhc
λ
S SK
e W Photon / kT
(
λ , T
)=
(
)
.
(6.3)
Das auf der Erdoberfläche empfangene Intensitätsspektrum hat allerdings nur noch wenig
Ähnlichkeit mit dieser theoretischen Form, siehe Abb. 6.2 . Dafür gibt es zwei Gründe:
Die Absorption der Sonnenstrahlung in der Sonnenatmosphäre. Dieser Prozess ist für
uns von geringer Bedeutung.
Die Absorption der Sonnenstrahlung in der Erdatmosphäre. Dieser Prozess ist für uns
von sehr großer Bedeutung.
 
 
 
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