Der Energiebegriff - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 22

da die Anergie niemals in Exergie zurückgewandelt werden kann. Berücksichtigen wir
dieseSonderstellungderthermischenEnergie,solassensichaus( 2.22 ) füralle Wandlungs-
prozesse diefolgendenGesetzmäßigkeitenderWirkungsgradefeststellen,dieeinenoberen
Grenzwert angeben, nach dem die technische Verwirklichung des Prozesses streben muss:

• Wandlung ohne Einsatz von thermischer Energie:

η W ≈ η E ≈ . (2.28)

• Wandlung aus thermischer Energie:

η W < η E < . (2.29)

• Wandlung in thermische Energie:

η W > η E < . (2.30)

Im letzten Fall kann daher auch η W = sein (wie wir gerade in unseren Beispielen gese-

hen haben), oder es kann sogar η W > sein (wie es zum Beispiel bei einer Wärmepumpe

der Fall ist, siehe Abschn. 10.1.1 ) . Eine Situation, wie die im obigen Beispiel geschildert,
bei der verschiedene Wandlungstechnologien von der Energie W i zur Energie W f einen
gleich großen Wirkungsgrad η W besitzen, sind äußerst selten. Im Normalfall besitzen ver-
schiedene Wandlungstechnologien auch verschieden große Energiewirkungsgrade und für
ihre Bewertung ist η W ausreichend. Wir werden daher im Folgenden nur noch vom Wir-
kungsgrad η sprechen, und es muss eine Wandlungstechnologie existieren, bei der dieser
Wirkungsgrad einen maximalen Wert η max erreicht.
Von äußerst wichtiger und enorm technischer Bedeutung ist die Wandlung von ther-
mischer Energie in eine andere Energieform, meist in kinetische Energie. In einem idealen
Prozess, den man den Carnot'schen Kreisprozess nennt und den wir auf der P-Ebene nä-
her studieren werden, lässt sich erreichen:

T
T <

η max = − . (2.31)

Selbst dieser ideale Prozess besitzt immer einen Energiewirkungsgrad kleiner als eins. Wie
klein η max wirklich ist, hängt von der Temperatur T der zu wandelnden Wärme ab. Für
gängigeProzesse(dieTemperaturwirddurchWärmefestigkeit der verwendetenWerkstoffe
beschränkt) ist T

< K und die Umgebungstemperatur ist T ≈ K. Daher finden wir

≈ ,.

η max < −

Dieser Wirkungsgrad ist der maximale Wirkungsgrad, den andere Prozesse und besonders
technisch realisierbare Prozesse nie erreichen. Eine plausible Abschätzung besagt

η ≈ , η max (2.32)