Energiteknologi
Energiteknologi er en ingeniørvidenskab, der behandler emnet energi på en tværfaglig måde. Hovedindholdet er teknologierne til effektiv, sikker, miljøvenlig og økonomisk produktion, konvertering, transport, lagring og brug af energi i alle dens former. Fokus er på bestræbelserne på at opnå et højt udbytte af nyttig energi , dvs. at maksimere graden af effektivitet og samtidig minimere de negative bivirkninger på mennesker, natur og miljø.
På grund af den overordnede betydning, som energi har for mennesker og deres miljø, er energiteknologi også af stor betydning. Brugen af knappe ressourcer til energiforbrug var og er ofte årsag til politiske konflikter eller endda krige. Udnyttelsen af disse ressourcer har negative konsekvenser for miljøet og naturen, fra lokal forstyrrelse af økosystemer til globale klimaændringer . Energiteknologi er derfor tæt forbundet med energiindustrien , energipolitik og miljøbeskyttelse .
Afgrænsning til nærområder
Som en tværfaglig videnskab er energiteknologi tæt forbundet med følgende relaterede områder:
- Fysik (fysiske grunde, termodynamik og kernefysik )
- Kemi (brændstoffer, forbrænding og teknikker til bekæmpelse af luftforurening og rensning af røggas , til batterier og brændselsceller )
- Elektroteknik (elektroteknik)
- Maskinteknik til energiteknologiske maskiner, især flydende energimaskiner (forbrændingsmaskiner, møller, pumper og kompressorer)
- Process engineering (processer og apparater, især ovne )
- Geovidenskab (brug af geotermisk energi )
- Minedrift , minedrift , petrokemikalier ( fossile brændstoffer (kul, olie, naturgas, ...))
- Landbrug og skovbrug ( biogene brændstoffer og vedvarende energiressourcer)
- Meteorologi ( vindenergi og solenergi )
- Vandforvaltning og hydraulik (brug af vandkraft )
- Affaldshåndterings- og bortskaffelsesteknologi (energisk brug af restmaterialer)
- Transport (energibesparende transportmidler)
- Miljøteknologi , miljøbeskyttelse , naturbeskyttelse , klimabeskyttelse (reducering af de negative bivirkninger af energiteknologi på miljøet)
Elektroteknikområder
Energiteknologi kan groft inddeles i følgende fagområder, hvorved grænserne ofte ikke er skarpt trukket:
Kraftværksteknologi
Kraftværksteknologi indtager en særlig position inden for energiteknologi, fordi dette udtryk er ret uspecifikt og snarere skal ses som et generisk udtryk.
Generelt forstås ved kraftværksteknologi hele teknologien til frembringelse af elektricitet i enhver form for kraftværk . Dette dækker et felt, der er næsten lige så bredt som energiteknologi som helhed.
Mere specifikt forstås traditionelt at kraftværksteknologi betyder teknologien for klassiske, fyrede dampkraftværker med vægt på fyring , dampkedler og turbosæt . Selv dette mere begrænsede område omfatter stadig mange af de emner, der er nævnt nedenfor.
Elektroteknik
Elektroteknik er et relativt isoleret delområde inden for kraftteknik, der hovedsageligt er dækket af elektroteknik .
Elektriske energiteknologiske omhandler generering og anvendelse af elektrisk energi (i daglig tale magt eller elektricitet ), samt dets omdannelse og distribution i højspændingsnet.
Hovedindholdet er (i hvert tilfælde især for højspænding ):
- Elektriske maskiner ( generatorer , elektriske motorer og transformere )
- Koblingsudstyr , transformerstationer og transformerstationer
- Elektriske ledninger ( luftledninger og kabler )
- Laststyring og styring af kraftværker i sammenkoblede netværk
- Strømelektronik ( konverter )
- Elektrisk varme ( elvarme )
termodynamik
Termodynamik (termodynamik) omhandler de grundlæggende love for energiomdannelse, ifølge hvilken energiprocesteknik og konstruktion af flydende energimaskiner. Denne teoretiske videnskab er en gren af klassisk fysik .
Energiprocesteknik
Energiprocesteknik er et felt fra procesteknik , tæt forbundet med kemi og miljøteknologi . Fokus her er på de termiske og kemiske processer ved energiomsætning.
- Varmeteknik
I bredeste forstand omhandler varmeteknologi alle processer relateret til varme : dets ekstraktion / produktion, dets transmission og dens anvendelse. Dette ret brede udtryk sidestilles undertiden med termodynamik og bruges også som en generisk betegnelse for energiprocesteknik, som omfatter forbrændingsteknologi osv.
- Forbrændingsteknologi
Fyringsteknologi beskæftiger sig med konstruktion, drift og optimering af alle former for fyring ( brændere , ristfyring, fyring med fluidiseret leje , affaldsforbrændingsanlæg , ...) med henblik på energieffektivitet, forurenende forurenende stoffer og driftssikkerhed.
- Brændstofteknologi
Brændstofteknologi beskæftiger sig med ekstraktion, mekanisk, termisk og kemisk behandling og raffinering af alle former for brændstoffer med henblik på økonomisk og miljøvenlig forbrænding. Afhængigt af brændstoffernes oprindelse arbejder procesteknik med meget forskellige partnere: for fossile brændstoffer med specialister fra minedrift og minedrift ; for biogene brændstoffer med landbrugsteknik ; ved termisk brug af restmaterialer og sekundære brændstoffer med bortskaffelsesteknologi .
- Udstødningsgasrensningsteknologi
Udstødningsgas eller røggasrensningsteknologi er et specialiseret felt, der har sat sig det mål at fjerne luftforurenende stoffer så meget som muligt fra udstødningsgasserne eller røggasserne som følge af forbrænding. Her anvendes forskellige mekaniske, termiske og kemiske rengøringsprocesser. Udstødningsgasrensningsteknologi er et klassisk aktivitetsområde inden for procesteknik og kemiteknik .
- Kedel- og energiudstyrskonstruktion
Elektrotekniske kedler og varme beskæftiger sig med design, konstruktion og drift af dampkedler og andet varmeteknisk udstyr såsom varmevekslere , kondensatorer osv. På dette område flyder viden fra varme- og forbrændingsteknologi sammen med dem fra ingeniørdesign , ingeniørmekanik ( beregning af styrke og trykbeholder ) og materialevidenskab .
- Bygning opvarmningsteknologi
Bygningsvarme er et særligt område inden for energiteknologi inden for bygningsteknologi . De behandlede processer er stort set de samme som inden for de ovennævnte specialområder (varmeteknik, kedelkonstruktion, ...), men en størrelse mindre end i store industrielle applikationer, optimeret til hjemmet.
Power engineering
Energiteknik er et felt inden for maskinteknik, der beskæftiger sig med design, konstruktion, konstruktion og drift af maskiner , der bruges til energiomdannelse . Disse er primært flydende energimaskiner , dvs. forbrændingsmotorer, møller, pumper, blæsere osv. På grund af høje termiske og mekaniske belastninger og samtidig høje krav til driftssikkerhed er sådanne maskiner blandt udfordringerne for maskinteknik.
- Konstruktion af turbomaskiner
Flowmaskiner er ekstremt vigtige for energiteknologi både som kraftmaskine (turbine) og som arbejdsmaskine (pumpe). Damp, gas, vand og vindmøller genererer størstedelen af den elektriske energi, der genereres på verdensplan. Pumper, ventilatorer og kompressorer er også uundværlige i de fleste kraftværker , det være sig til at tilføre forbrændingsluft til en ovn, som fødevandspumpe til en dampkedel eller som en turbo -kompressor foran en gasturbine.
- Motorkonstruktion
Stempelforbrændingsmotorer er vigtige energiomformere som et drivmiddel til transportmidler, men også til elproduktion i kraftvarmeværker og kraftgeneratorer .
Atomteknologi
Atomteknologi, også kendt som atomteknologi, omhandler de særlige teknologier, der er nødvendige for at generere energi fra atomkraft . Frem for alt inkluderer dette reaktorteknologi , der omhandler atomreaktoren , hjertet i hvert atomkraftværk , men også den anden, højt specialiserede teknologi i et sådant kraftværk. Atomteknologi omfatter også teknologier til behandling af atombrændstoffer og til behandling og bortskaffelse af radioaktivt affald. Energiteknologi arbejder tæt sammen med specialister fra atomfysik , atomkemi og strålingsbeskyttelse .
I Tyskland på grund af politiske diskussioner og i lyset af den nukleare udfasning, der er besluttet, er denne teknologi et emne truet af udryddelse; Fra et globalt synspunkt er det dog fortsat af stor betydning.
Et særligt område inden for atomteknologi er atomfusion , et særligt område inden for atomfysik . Der stilles store forventninger til denne teknologi for fremtiden; den er imidlertid i øjeblikket stadig på forsknings- og udviklingsstadiet.
Bæredygtig energiteknologi
Hovedsagelig på grund af energiteknologiens særlige betydning for miljøet, det globale klima og menneskehedens fremtid nævnt i indledningen, er der en stærk interesse for brugen af regenerative energikilder , så denne gren har udviklet sig til et næsten uafhængigt emne. Hvis du kigger detaljeret, kan du se, at de forskellige varianter af vedvarende energiteknologi bruger meget forskellige teknologier, og at grenen derfor er lige så inhomogen og mangfoldig som energiteknologi som helhed:
- Solteknologi
Inden for solteknologi , dvs. brugen af solenergi , skelnes der grundlæggende mellem:
- Fotovoltaik - Den direkte produktion af elektricitet fra solstråling ved hjælp af solceller , enten lokalt eller i store solcelleanlæg . Denne teknologi bestemmes af halvlederteknologi i forbindelse med elektriske omformere inden for elektroteknik.
- Solvarme - anvendelse af solvarme
- Solvarme - decentral brug af solvarme ved hjælp af solfangere til opvarmning af bygninger som en gren af bygningsteknologi .
- Solvarmekraftværks teknologi - brug af solvarme i kraftværker til at generere elektricitet
I forbindelse med solceller er den elektrolytiske produktion af brint fra vand i forbindelse med brintteknologi vigtig.
- Vindkraft
Vindmøller bruger energien fra atmosfæriske strømme. Et sådant system opstår ved samarbejde mellem stålkonstruktion / civilingeniører (tårnkonstruktion), aerodynamikere / væskemekanik (vinger), mekaniske ingeniører (gear, lejer osv.) Og elektriske ingeniører (generator, kraftelektronik).
- Geotermisk energi
Geotermisk energi er brugen af geotermisk energi til opvarmning og elproduktion.
- Vandkraft
Anvendelsen af vandkraft (klassiske vandkraftværker på opdæmmede floder, bølgekraftværker , tidevandskraftværker ) er primært et område inden for anlægsarbejde , mere præcist hydraulik og kystteknik samt hydrologi og geologi . Konstruktionen af de mest nødvendige strukturer ( kanaler , dæmninger , dæmninger , tunneler , ...) for at gøre floder, reservoirer og hav brugbare falder ind i disse ekspertiseområder.
Som en strømningsmaskine er vandmøllen en komponent i energiteknik (se ovenfor). De elektriske generatorer til vandkraft, som er et specielt design på grund af vandmøllernes lave hastighed, kommer fra de elektriske maskinbyggere.
- Bioenergiteknologi
Bioenergiteknologi beskæftiger sig med produktion, forfining og brug af biogene brændstoffer. Producenterne af energiafgrøder og anden biomasse fra biologi, landbrug og skovbrug arbejder sammen med konventionel brændstofteknologi (se ovenfor). Forbrændingen foregår i ovne og forbrændingsmotorer, der er tilpasset til brug af biogene brændstoffer.
Ethanol og methanol eller det brint, der opnås fra dem, kan også bruges i brændselsceller til at generere elektricitet.
uddannelse og studier
Da energiteknologi er et bredt felt, er der kun få universiteter og tekniske gymnasier, der tilbyder integrerede kurser, der dækker hele feltet. I stedet tilbydes energiteknik typisk som en specialisering inden for de tilstødende videnskaber (elektroteknik, maskinteknik, procesteknik, ...). Det samme gælder lærepladser inden for energiteknologi.
BERUFENET [1] og KURSNET [2] fra Federal Employment Agency tilbyder oplysninger om studie- og uddannelsesmuligheder inden for energiteknologi.
Se også
Weblinks
- Hvad er energi fra alpha-Centauri tv-serien (ca. 15 minutter). Første udsendelse den 10. november 2002.
- VDI -GET - Association for Energy Technology of VDI