KA Energieumwandlung-Energieerhaltung A
Zur Speicherung zeitweiliger Überschüsse von Solar- und Windstrom gibt es die
Idee,
Lageenergiespeicher zu bauen, bei denen sich große Steinzylinder als Speichermasse
auf und ab bewegen.
1.
Erläutere zwei Gründe, warum auf einer bestimmten Landfläche
(z. B. 500 m x 500 m) in einem solchen Steinspeicher deutlich mehr Energie
gespeichert werden kann als in einem Pumpspeichersee.
2. Erkläre, warum die Speicherung einer bestimmten Energiemenge bei solchen Lageenergiespeichern dramatisch billiger wird, wenn das Maß d größer wird?
Grafik:
Josef Foglszinger
3.
Ergänze die folgende Tabelle.
(7 möglich - 6 verlangt)
| Energieart | Fachbegriff | üblich verwendete Einheit |
| Bewegungsenergie | ||
| Lageenergie | ||
| Federenergie | potentielle E. | Nm |
| Wärmeenergie | ||
| X X X X X X X X | elektrische E. |
Bei einem Lageenergiespeicher würden im dazugehörigen Kraftwerk mehrere große Turbinen und Generatoren zum Einsatz kommen. Für die Wartung und Reparatur eines Francis-Turbinen-Laufrades (d = 12 m, h = 6 m, m = 271 Tonnen) müsste dieses aus dem Turbinenschacht heraus um 22 m hoch gehoben werden.
4. Berechne für das Hochheben des Turbinenlaufrades (Daten siehe oben) die zugeführte Lageenergie WL auf 0,1 MNm genau. (~60 MNm)
5.
Da in dem Kraftwerk weitere Turbinen laufen, ist immer genügend Strom
zum Betrieb des fest eingebauten Hallenkranes da. Wieviel kWh an elektrischer
Energie verbraucht dieser beim Hochheben des Turbinenlaufrades, wenn durch Verluste
im Motor, Reibung in den Seilrollen usw. 43 Prozent der eingesetzten Energie
verlorengeht? Berechne auf ganze kWh genau. (~ 15 - 20 kWh)
(Jede Aufgabe 6 P → 30 P)
5_tg10_k.a._energieumwandlung-energieerhaltung_a
[docx][109 KB]
5_tg10_k.a._energieumwandlung-energieerhaltung_a
[pdf][225 KB]
Weiter zu