Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Energie – Erzeugung, Handel und Transport (4)
Nach den fossilen und erneuerbaren Energieträgern, den Auswirkungen ihrer Nutzung auf die Umwelt und verschiedenen Aspekten der deutschen Energiewende stehen im vierten Teil dieser Serie Stromerzeugungstechnologien auf Basis fossiler Brennstoffe im Mittelpunkt. Es geht darum, wie Dampf-, Gas- turbinen- sowie GuD-Kraftwerke aufgebaut sind und funktionieren.
Anders als der Carnot-Prozess ist der Clausius-Rankine-Vergleichsprozess, benannt nach dem deutschen Physiker Rudolf Julius Emanuel Clausius und dem schottischen Ingenieur William John Macquorn Rankine, ein thermodynamischer Kreisprozess, der auf einstufige Dampfkraftwerke ausgelegt ist. Er zeigt das Optimum an, das im Idealfall, also bei reibungslosen Zustandsänderungen, erreichbar ist. Ziel ist, Wärme in Arbeit zu konvertieren. Anhand Bild 2 ist die Zirkulation des Mediums (Wasser) und damit der einfache Dampfkraftwerks-Prozess leicht zu verfolgen. Er beginnt in Punkt 1 mit Hochdruckdampf.
- 1 → 2: Isentroper, also nicht verlustbehafteter Druckabbau in der Dampfturbine mit Elektrogenerator: Abfuhr von Arbeit
- 2 → 3: Isobare Wärmeabfuhr und vollständige Verflüssigung im Kondensator
- 3 → 4: Isentrope Druckerhöhung durch Speisewasserpumpe: Zufuhr von Arbeit)
- 4 → 1: Isobare Verdampfung in Dampfkessel durch Zufuhr von Wärme.
Die überschüssige Wärme in Höhe der positiven Differenz zwischen zugeführter und abgeführter Wärme lässt sich in Arbeit umwandeln; daraus resultiert, dass mehr Arbeit genutzt werden kann als zugeführt wird.
Autor: W. Wilming
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