Exergie

In der heutigen Zeit ist es, insbesondere aufgrund der Entwicklung in den letzten zwei Jahrzehnten, nicht mehr erforderlich, das Gewicht und die Aktualitat des Problems der Bereitstellung von Energie zur Befriedigung der gesellschaftlichen und indivi­ duellen Bediirfnisse aufzuzeigen. 1m Vergleich zur Jahrhundertwende hat sich die Einstellung zu diesem Problem grundsatzlich geandert. Damals hielt es WILHELM OSTWALD noch fUr notwendig, sein in GroBbothen bei Leipzig erworbenes An­ wesen »Haus Energie« zu benennen, mit der eindeutigen Zielstellung, damit zur Popularisierung des Bnergiebegriffes beizutragen. Bei fast allen Teilproblemen, die mit der Befriedigung der energetischen Bediirf­ nisse zusammenhlingen, wird bisher relativ einseitig allein von den Aussagen des Energieprinzips ausgegangen, unabhlingig davon, ob es sich urn Probleme der Ein­ schatzung von Energieressourcen, urn die Bewertung von altemativen Energiequellen, urn Uberlegungen zu den Technologien der Energieumwandlung und -versorgung oder urn den groBen Komplex der rationellen Energieanwendung mit der Abschlit­ zung der vielfliltigen Moglichkeiten zur Einsparung von Energie handelt. Mit. der Einbeziehung des II. Hauptsatzes der Thermodynamik, dem Entropiesatz, der historisch alter als der I. Hauptsatz ist, eroffnen sich neue Dimensionen bei der Bewertung der Umwandelbarkeit und Substituierbarkeit der Energie und wird eine einheitliche Definition und eine exakte Lokalisierung der U rsachen von Verlusten erst moglich. In der modemen Fachliteratur wird im zunehmenden MaBe auf diesen Sachverhalt hingewiesen. Die vergleichsweise geringe Berucksichtigung der Aussagen des Entropiesatzes in der Vergangenheit hat viele Ursachen.

Symbolverzeichnis. - Einführung. - Literatur und Quellenverzeichnis. - 1. Bedeutung des II. Hauptsatzes der Thermodynamik für die energetische Analyse technischer Systeme. - 1. 1. Einheit von Stoff- und Energiewandlung. - 1. 2. Qualität der Energieformen. - 1. 3. Bedeutung der Nichtumkehrbarkeiten. - 1. 4. Exergie als Potentialfunktion. - Literatur- und Quellenverzeichnis. - 2. Exergie und Exergiebilanz. - 2. 1. Exergie als maximale Arbeitsfähigkeit. - 2. 2. Grundgleichung der Exergie. - 2. 3. Allgemeines Exergieprinzip. - Literatur- und Quellenverzeichnis. - 3. Berechnung der Exergie von Stoffströmen. - 3. 1. Zusammenhang zwischen den Berechnungsmodellen. - 3. 2. Exergie reiner Stoffe. - 3. 3. Exergie von Mischsystemen. - 3. 4. Exergie chemisch reagierender Systeme. - 3. 5. Bemerkungen zur Veränderung des Umgebungszustandes. - Literatur- und Quellenverzeichnis. - 4. Exergetische Bilanzierung und Bewertung von Prozessen und Systemen. - 4. 1. Exergiebilanz und technisches System. - 4. 2. Allgemeine exergetische Bewertungsziffern. - 4. 3. Einfluß der hierarchischen Struktur technischer Systeme auf die Exergiebilanz. - 4. 4. Zusammenhang zwischen energetischen und exergetischen Bewertungsgrößen. - 4. 5. Mehrdimensionale Bewertung. - 4. 6. Verhalten exergetischer Bewertungsgrößen bei Variation des Umgebungszustandes. - Literatur- und Quellenverzeichnis. - 5. Analyse technischer Grundprozesse. - 5. 1. Einfache Zustandsänderungen. - 5. 2. Rohrleitungstransport. - 5. 3. Wärmeübertragung. - 5. 4. Kompression strömender Medien. - 5. 5. Expansion strömender Medien. - 5. 6. Mischungsprozesse. - 5. 7. Rektifikation. - 5. 8. Reaktionsprozesse. - Literatur- und Quellenverzeichnis. - 6. Analyse technischer Systeme. - 6. 1. Prinzipien der exergetischen Analyse technischer Systeme. - 6. 2. Analyse technischer Systeme derEnergieumwandlung. - 6. 3. Analyse technischer Systeme der Stoffumwandlung. - Literatur- und Quellenverzeichnis. - 7. Thermoökonomische Modellierung und Optimierung. - 7. 1. Kostenmodelle technischer Systeme. - 7. 2. Thermoökonomische Struktur der Jahreskosten und optimale Nichtumkehrbarkeit. - 7. 3. Kostenaufteilung. - Literatur- und Quellenverzeichnis. - Anhang: Definitionen wichtiger Grundbegriffe. - Diagramme. - Sachwörterverzeichnis.