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Energieumwandlung

COPYRIGHT TEXT & BILDER: Michael Bockhorst

Unter Energieumwandlung versteht man die Umwandlung von einer in die andere Energieart oder innerhalb einer Energieart. Aufgrund der vielfältigen Erscheinungsformen von Energie existieren auch zahllose Arten der Umwandlung von Energie. Die Systeme, mit denen Energie umgewandelt wird, werden als Energiewandler bezeichnet.

Grundlegende Eigenschaften von Energieumwandlungen

Energie kann aus der physikalischen Perspektive grundsätzlich nicht verloren gehen. Oder anders formuliert: Die Energiemenge, die ich während einer Energieumwandlung in ein System hineinstecke, bleibt nach der Umwandlung die gleiche.

Dennoch kann aus der subjektiven, technischen Perspektive Energie für uns "verloren" gehen, indem sie im Rahmen einer Energieumwandlung als nicht nutzbare Energieform anfällt.

Beispiel für subjektiven, technischen Energieverlust:

In einem Kohlekraftwerk wird Kohle verbrannt, um Wärme zu erzeugen. Mit dieser Wärmeenergie wird Wasserdampf unter hohem Druck erzeugt, der eine Turbine antreibt. Diese Turbine wiederum treibt einen Stromgenerator an.

Alle diese Schritte sind durch Verluste gekennzeichnet. Selbst bei einem hochmodernen Kohlekraftwerk werden maximal 45 Prozent der in der Kohle gebundenen chemischen Energie letztendlich in elektrische Energie umgewandelt. Die Effizienz einer Energieumwandlung wird aus dieser subjektiv-technischen Perspektive durch den Wirkungsgrad beschrieben.

Energie wird - wie das soeben beschriebene Beispiel verdeutlicht - in der Praxis häufig mehrmals umgewandelt. Solche Umwandlungen lassen sich anschaulich mit Diagrammen des Energieflusses darstellen.

Beispiele für Energieumwandlungen zwischen verschiedenen Energieformen und innerhalb einer Energieform

Das breite Spektrum der Beispiele zeigt, dass Energieumwandlung in fast jedem Bereich unseres Alltags/unseres Lebens eine bedeutsame Rolle spielen. Besonders das letzte Beispiel dieser kleinen Liste zeigt, dass und die Energieumwandlungen bei der Biomasseproduktion konkret am Leben erhalten: Diese Prozesse sind notwendig, damit wir Nahrung haben.

Beispiele:
  • Die Verbrennung von Kohle ist die Umwandlung von chemischer Energie in Wärmeenergie,
  • eine Solarzelle wandelt die Strahlungsenergie des Lichtes in elektrische Energie um,
  • in einer wiederaufladbaren Batterie wird beim Laden elektrische Energie in chemische Energie gewandelt, bei der Entladung chemische in elektrische Energie,
  • ein Transformator wandelt elektrische Energie mit bestimmten Spannungs-/Stromwerten in elektrische Energie mit ggf. veränderten Spannungs-/Stromwerten um,
  • eine Wärmepumpe wandelt Wärmeenergie eines geringeren Temperaturniveaus in Wärmeenergie eines höheren Temperaturniveaus um.
  • bei der Neubildung von Biomasse wird Energie in Form des Lichts in chemische Energie umgewandelt, z.B. Glucose oder Öle/Fette.

2010-07-06: Stark erweitert, Beispiele ausgeführt, Verlinkung erweitert.
1999-06-12: INIT


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