In einem Kraftwerk werden im Mittel eines Jahres für die Erzeugung von einer KWH elektrischer Energie 340g Steinkohle verfeuert. Wirkungsgrad Kraftwerk, Danke?
4 Antworten
Die Antwort von fjf100 ist richtig und umfassend. Nur eine kleine Anmerkung zum letzten Satz, da hier viele Schüler teilnehmen, die gerade in den Naturwissenschaften lernen sollten, daß man präzise sein muß:Es ist nicht richtig, daß von 100 kg verfeuerter Kohle 36,16 kg in Strom umgewandelt werden und der Rest in Wärme. Richtig ist, daß von den ganzen 100 kg die bei ihrer Verbrennung freiwerdende Energie (alles wird zuerst mal Wärme !!) nur zum Teil weiter in el. Energie umgewandelt wird und der größere Teil halt "Wärme" bleibt und dann als solche in die Umgebung abgegeben wird. Ich gebe zu: Das ist etwas pingelig - aber das muß man lernen, wenn man in diesem Feld später mal "was werden will".
Der Wirkungsgrad ist definiert zu n = Eab/Ezu oder in Prozent
n=Eab/Ezu * 100%
Hat nun eine energietechnische Anlage einen Wirkungsgrad von
0,36= 36 % dann werden von 100 KJ (Kilojoule) nur 36 Kilojoule umgewandelt . Der restlichen 64 KJ sind dann die Verluste der Anlage ,es sein denn man verwendet die Verluste wo anders und rechnet diese dann nicht mehr als Verluste.
Bein Elektrizitätswerk ist das n= Eel/Ezu
Eel ist die abgegebene elektrische Energie
Ezu ist die zugeführte Energie ,beim Kohlekraftwerk die Kohle
Da 100 Kg Kohle einen gewissen Energieinhalt haben,werden davon nur 36% in elektrische Energie umgewandelt,
das sind dann 36 Kg Kohle.Der Rest , 64 Kg Kohle,geht als Abwärme an die Umwelt oder man kann diese Wärmeenergie ,falls möglich wo anders verwenden,vielleicht in der chemischen Industrie oder im Winter zum heizen von Wohnungen.
Abgesehen davon,gilt der "Energieerhaltungssatz"
MERKE : Energie wird nicht erzeugt,sondern sie ist vorhanden und die Energie geht nicht verloren.
MERKE : Energietechnische Anlagen,wandeln nur Energie von eine Form in eine andere Form um und das immer mit Verlusten.
Energiegehalt von Steinkohle Hu= 29300 KJ/Kg siehe Physik-Formelbuch
"Heizwert" fester Brennstoffe
elektrische Energie 1 KWh=3600 KJ
340 gr= 0,34 Kg
zugeführte Energie Ezu= 29300 KJ/Kg * 0,34 Kg=9962 KJ
Wirkungsgrad n=Eab/Ezu= 3600 KJ/9962KJ=0,3616 oder
n=Eab/Ezu * 100 % ergibt n=36,16 %
Bedeutet : Von 100 Kg Steinkohle werden nur 36,16 Kg in "elektrische Energie " umgewandelt und der Rest fällt als Abwärme an.
Entschuldigung: Ich habe einen Kommentar hierzu als eigenen Beitrag geschrieben - das wäre richtiger ein Kommentar zu diesem (guten und richtigen) Beitrag werden sollen !
Hängt davon ab
- welchen Brennwert die Steinkohle konkret hat
- ob nur Elektroenergie erzeugt wird
- ob Kraft-Wärmekopplung betrieben wird
- ob das Kraftwerk mit Kraft-Wärmekopplung wärme- oder elektroenergiegeführt betrieben wird.
- wie das Kraftwerk konkret aufgebaut ist
Günter
Nun gut, Du musst schon schreiben, welche Größen Dir gegeben sind. Der Wirkungsgrad von irgend etwas ergibt sich immer aus der Relation von
zugeführte Energie / abgeführte Energie
Wenn Du den Brennwert der Steinkohle kennst, kannst Du diesen in kWh umrechen.
Das setzt Du dann in Reletion zur erzeugten Elektroenergie (1 kWh).
Dann unterstellst Du keine Kraft-Wärmekoppung und hast den Wirkungsgrad.
Günter
Mit den Angaben? das schafft nicht mal Marilyn vos Savant!
Ganz abgesehen davon dürfte es mehr Energie kosten, 340 GRAMM Steinkohle anzuzünden, als dabei raus kommt
ich habe leider all diese Informationen nicht. in meinem Physikheft steht das genau so und ich komme mit den Lösungswegen nicht weiter