Wie ist die Leistung von Brennstoffzellen?

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Wie ist die Leistung von Brennstoffzellen?

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Die Leistung einer Brennstoffzelle hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Art der Brennstoffzelle, die verwendeten Materialien, die Betriebsbedingungen und die Größe der Zelle. Generell wird die Leistung in Watt (W) angegeben. Kleinere Brennstoffzellen, wie sie in tragbaren Geräten oder Fahrzeugen verwendet werden, können Leistungen von wenigen Watt bis zu mehreren Kilowatt erreichen. Größere Brennstoffzellen, die in stationären Anwendungen oder für die Energieversorgung von Gebäuden eingesetzt werden, können Leistungen von mehreren Kilowatt bis hin zu Megawatt liefern. Die Effizienz einer Brennstoffzelle kann ebenfalls variieren, liegt jedoch typischerweise zwischen 40% und 60%, wobei einige fortschrittliche Systeme sogar höhere Effizienzen erreichen können, insbesondere wenn Abwärme genutzt wird (Kraft-Wärme-Kopplung).

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Kohle gilt als eine der am wenigsten nachhaltigen Energiequellen. Hier sind die wichtigsten Gründe: 1. **Endliche Ressource:** Kohle ist ein fossiler Brennstoff und somit nicht erneuerbar. Die w... [mehr]

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Kohle gilt als eine der am wenigsten nachhaltigen Energiequellen. Hier sind die wichtigsten Gründe: 1. **Endliche Ressource:** Kohle ist ein fossiler Brennstoff und somit nicht erneuerbar. Die weltweiten Vorräte sind begrenzt und werden durch den Abbau stetig verringert. 2. **Hohe CO₂-Emissionen:** Bei der Verbrennung von Kohle wird besonders viel Kohlendioxid (CO₂) freigesetzt. Das trägt erheblich zum Klimawandel bei. 3. **Weitere Schadstoffe:** Neben CO₂ entstehen auch Schwefeldioxid, Stickoxide, Feinstaub und Quecksilber, die Luft, Wasser und Böden belasten und die Gesundheit gefährden. 4. **Umweltschäden durch Abbau:** Der Kohleabbau (z.B. Tagebau) zerstört Landschaften, Ökosysteme und kann Grundwasser verschmutzen. 5. **Geringe Energieeffizienz:** Im Vergleich zu modernen erneuerbaren Energien ist die Energieausbeute von Kohle gering und mit hohen Verlusten verbunden. Fazit: Kohle ist weder ökologisch noch ökonomisch nachhaltig. Nachhaltige Alternativen sind erneuerbare Energien wie Wind-, Solar- oder Wasserkraft.

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Der sogenannte „Trafoverlust“ (korrekt: Trafoverluste) bei einem 630 kVA Öltransformator setzt sich aus zwei Hauptkomponenten zusammen: 1. **Leerlaufverluste (Eisenverluste):** Diese... [mehr]

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Der sogenannte „Trafoverlust“ (korrekt: Trafoverluste) bei einem 630 kVA Öltransformator setzt sich aus zwei Hauptkomponenten zusammen: 1. **Leerlaufverluste (Eisenverluste):** Diese, wenn der Trafo unter Spannung steht, aber keine Last angeschlossen ist. 2. **Lastverluste (Kupferverluste):** Diese entstehen, wenn der Trafo unter Last betrieben wird. Die genauen Werte hängen vom Hersteller und Modell ab, aber für einen typischen 630 kVA Öltransformator gelten folgende Richtwerte (nach DIN EN 50588-1 bzw. Ökodesign-Richtlinie): - **Leerlaufverluste:** ca. 950–1.100 Watt - **Lastverluste:** ca. 7.500–8.500 Watt (bei Nennlast) **Beispiel:** Ein moderner 630 kVA Öltransformator hat typischerweise: - Leerlaufverluste: 1.000 W - Lastverluste: 8.400 W **Gesamtverluste bei Volllast:** Leerlaufverluste + Lastverluste = ca. 9.400 W **Hinweis:** Die tatsächlichen Werte können je nach Baujahr, Hersteller und Ausführung variieren. Für exakte Angaben solltest du das Typenschild oder das Datenblatt des jeweiligen Transformators heranziehen. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Siemens Energy](https://www.siemens-energy.com/global/en/offerings/power-transmission/transformers/distribution-transformers.html) oder [ABB](https://new.abb.com/products/transformers/distribution-transformers/oil-immersed).

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Um Holz von Raummeter (rm) oder Kubikmeter (m³) in Energie (kWh) umzurechnen, benötigst du folgende Informationen: 1. **Holzart** (z. B. Buche, Fichte, Eiche), da der Energiegehalt variiert... [mehr]

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Um Holz von Raummeter (rm) oder Kubikmeter (m³) in Energie (kWh) umzurechnen, benötigst du folgende Informationen: 1. **Holzart** (z. B. Buche, Fichte, Eiche), da der Energiegehalt variiert. 2. **Feuchtegehalt** des Holzes (frisch, lufttrocken, ofentrocken). **Beispielrechnung für lufttrockenes Buchenholz:** - **Energiegehalt lufttrockenes Buchenholz:** ca. 4,0 kWh pro kg - **Dichte lufttrockenes Buchenholz:** ca. 700 kg/m³ **Schritt 1: Masse berechnen** - 1 m³ Buchenholz ≈ 700 kg **Schritt 2: Energie berechnen** - 700 kg × 4,0 kWh/kg = 2.800 kWh pro m³ **Raummeter zu Kubikmeter:** - 1 Raummeter (rm) = 1 m³ gestapeltes Holz (inkl. Zwischenräume) - 1 rm entspricht etwa 0,7 m³ reines Holz (ohne Zwischenräume) **Energiegehalt pro Raummeter:** - 0,7 m³ × 2.800 kWh/m³ = 1.960 kWh pro Raummeter **Zusammenfassung (für lufttrockenes Buchenholz):** - **1 m³ Holz ≈ 2.800 kWh** - **1 Raummeter ≈ 1.960 kWh** **Wichtige Hinweise:** - Werte variieren je nach Holzart und Feuchtegehalt. - Für andere Holzarten oder Feuchtegrade gibt es entsprechende Tabellen, z. B. beim [Bundesverband Brennholzhandel und Brennholzproduktion](https://www.brennholz-deutschland.de/energiegehalt-holz.html). **Formel allgemein:** > Energie (kWh) = Volumen (m³) × Dichte (kg/m³) × Heizwert (kWh/kg) **Beispiel für Fichte (lufttrocken):** - Dichte: ca. 450 kg/m³ - Heizwert: ca. 4,4 kWh/kg - Energie: 450 × 4,4 = 1.980 kWh/m³ **Fazit:** Um Holz in kWh umzurechnen, multipliziere das Volumen (m³ oder rm) mit der Dichte und dem Heizwert der jeweiligen Holzart. Tabellen mit typischen Werten findest du z. B. [hier](https://www.brennholz-deutschland.de/energiegehalt-holz.html).

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Die benötigte Außenluftmenge für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe hängt davon ab, wie viel Wärme aus der Luft entzogen werden muss, um die gewünschte Heizleistung zu err... [mehr]

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Die benötigte Außenluftmenge für eine Luft-Wasser-Wärmepumpe hängt davon ab, wie viel Wärme aus der Luft entzogen werden muss, um die gewünschte Heizleistung zu erreichen. Die Berechnung basiert auf dem Prinzip, dass der Wärmepumpe durch die angesaugte Luft Wärme entzogen wird, wobei die Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen der angesaugten und der abgegebenen Luft sowie die spezifische Wärmekapazität der Luft eine Rolle spielen. **Berechnungsgrundlage:** Die Formel zur Berechnung der benötigten Luftmenge lautet: Q = m × c × ΔT - Q = zu entziehende Wärmeleistung (in Watt) - m = Massenstrom der Luft (in kg/s) - c = spezifische Wärmekapazität der Luft (ca. 1.005 kJ/kg·K) - ΔT = Temperaturdifferenz zwischen ein- und ausströmender Luft (in Kelvin) **Umstellung nach Volumenstrom:** Der Volumenstrom (V, in m³/h) ergibt sich aus: V = (Q) / (ρ × c × ΔT) × 3600 - ρ = Dichte der Luft (ca. 1,2 kg/m³) - 3600 = Umrechnung von Sekunden auf Stunden **Beispielrechnung für 5 kW Heizleistung:** Angenommen, die Wärmepumpe kühlt die Außenluft um 5 K (ΔT = 5 K) ab: - Q = 5.000 W - ρ = 1,2 kg/m³ - c = 1.005 kJ/kg·K = 1.005 kJ/kg·K × 1.000 = 1.005 J/g·K = 1.005 kJ/kg·K = 1.005 kJ/kg·K (bleibt gleich, da in kJ) - ΔT = 5 K Einsetzen in die Formel: V = (5.000) / (1,2 × 1.005 × 5) × 3600 V = (5.000) / (6,03) × 3600 V = 829,7 × 3600 V = 2.987.000 / 1.000 (da 1 kJ = 1.000 J) V ≈ 2.987 m³/h **Ergebnis:** Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit 5 kW Heizleistung benötigt – bei einer angenommenen Temperaturdifferenz von 5 K – etwa **3.000 m³ Außenluft pro Stunde**. **Hinweis:** Der tatsächliche Wert kann je nach Temperaturdifferenz, Effizienz der Wärmepumpe und Umgebungsbedingungen variieren. Bei kleinerer Temperaturdifferenz steigt der benötigte Luftvolumenstrom entsprechend an. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Viessmann](https://www.viessmann.de/de/wohngebaeude/waermepumpe.html) oder [Stiebel Eltron](https://www.stiebel-eltron.de/de/home/produkte-loesungen/erneuerbare_energien/waermepumpe.html).

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Die Einheit Kilowattstunde (kWh) ist eine Maßeinheit für Energie. Sie gibt an, wie viel Energie verbraucht oder erzeugt wird, wenn eine Leistung von einem Kilowatt (1 kW = 1.000 Watt) ü... [mehr]

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Die Einheit Kilowattstunde (kWh) ist eine Maßeinheit für Energie. Sie gibt an, wie viel Energie verbraucht oder erzeugt wird, wenn eine Leistung von einem Kilowatt (1 kW = 1.000 Watt) über die Dauer von einer Stunde (1 h = 3.600 Sekunden) umgesetzt wird. Mathematisch entspricht 1 kWh: 1 kWh = 1 kW × 1 h = 1.000 Watt × 3.600 Sekunden = 3.600.000 Wattsekunden = 3,6 Megajoule (MJ) Die Kilowattstunde wird häufig verwendet, um den Energieverbrauch von elektrischen Geräten oder den Stromverbrauch in Haushalten anzugeben.

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Die Nutzung der Energie von Blitzen ist technisch äußerst schwierig und bisher nicht wirtschaftlich realisiert worden. Blitze enthalten zwar enorme Energiemengen (ein einzelner Blitz kann b... [mehr]

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Die Nutzung der Energie von Blitzen ist technisch äußerst schwierig und bisher nicht wirtschaftlich realisiert worden. Blitze enthalten zwar enorme Energiemengen (ein einzelner Blitz kann bis zu 1 Milliarde Joule freisetzen), aber es gibt mehrere große Herausforderungen: 1. **Unvorhersehbarkeit:** Blitze treten unregelmäßig und an unterschiedlichen Orten auf, was eine gezielte „Ernte“ erschwert. 2. **Extrem kurze Dauer:** Die Entladung eines Blitzes dauert nur wenige Millisekunden, sodass die Energie extrem schnell und in sehr hoher Leistung freigesetzt wird. 3. **Technische Speicherung:** Es gibt bisher keine praktikablen Technologien, um diese enorme Energiemenge in so kurzer Zeit sicher zu speichern und nutzbar zu machen. 4. **Gefährlichkeit:** Das Einfangen und Umleiten von Blitzen ist mit erheblichen Risiken verbunden. Es gab und gibt immer wieder Forschungsprojekte und Experimente, etwa mit Blitzableitern, die mit großen Kondensatoren verbunden werden, um einen Teil der Energie zu speichern. Diese Versuche zeigen aber, dass der Aufwand und die Kosten in keinem Verhältnis zum möglichen Nutzen stehen. **Fazit:** Aktuell gibt es keine wirtschaftlich sinnvolle oder technisch ausgereifte Möglichkeit, die Energie von Blitzen im großen Stil zu nutzen. Die Forschung beschäftigt sich weiterhin mit dem Thema, aber andere erneuerbare Energiequellen wie Solar- oder Windenergie sind deutlich praktikabler. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Spektrum.de](https://www.spektrum.de/frage/kann-man-die-energie-eines-blitzes-nutzen/1163702) oder [Quarks.de](https://www.quarks.de/technik/energie/kann-man-die-energie-von-blitzen-nutzen/).

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Um 50 Watt Leistung im Dauerbetrieb (also um die Uhr, 24 Stunden am Tag) mit einer Photovoltaikanlage bereitzustellen, muss man berücksichtigen, dass Solaranlagen nur tagsüber Strom erzeugen... [mehr]

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Um 50 Watt Leistung im Dauerbetrieb (also um die Uhr, 24 Stunden am Tag) mit einer Photovoltaikanlage bereitzustellen, muss man berücksichtigen, dass Solaranlagen nur tagsüber Strom erzeugen und die Sonneneinstrahlung schwankt. Außerdem gibt es Verluste durch Wechselrichter, Speicherung (z. B. in Batterien) und andere Systemkomponenten. **Berechnungsschritte:** 1. **Täglicher Energiebedarf:** - 50 Watt * 24 Stunden = **1.200 Wh = 1,2 kWh pro Tag** 2. **Ertrag einer PV-Anlage pro kWp:** - In Deutschland erzeugt 1 kWp Photovoltaikleistung im Jahr etwa 900–1.000 kWh (je nach Standort, Ausrichtung, Neigung). - Pro Tag: 1.000 kWh / 365 ≈ **2,74 kWh pro Tag und kWp** 3. **Benötigte PV-Leistung (ohne Verluste):** - 1,2 kWh / 2,74 kWh ≈ **0,44 kWp** 4. **Verluste berücksichtigen:** - Verluste durch Wechselrichter, Laderegler, Batterie etc. betragen typischerweise 20–30 %. - Sicherheitsfaktor: 1,3 - 0,44 kWp * 1,3 ≈ **0,57 kWp** **Fazit:** Um 50 Watt im Dauerbetrieb (24/7) bereitzustellen, sollte die Photovoltaikanlage mindestens **0,6 kWp** (600 Watt Peak) haben, wenn eine Speicherung vorgesehen ist und typische Verluste berücksichtigt werden. **Hinweis:** Die tatsächliche benötigte Leistung kann je nach Standort, Ausrichtung, Verschattung und Systemauslegung variieren. Für eine genaue Auslegung empfiehlt sich eine individuelle Planung.

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Der Energiegehalt von 1 m³ Erdgas hängt vom Brennwert des Gases ab, der je nach Zusammensetzung und Herkunft leicht variieren kann. In Deutschland liegt der Brennwert von Erdgas (H-Gas, also... [mehr]

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Der Energiegehalt von 1 m³ Erdgas hängt vom Brennwert des Gases ab, der je nach Zusammensetzung und Herkunft leicht variieren kann. In Deutschland liegt der Brennwert von Erdgas (H-Gas, also hochkalorisches Gas) typischerweise zwischen **10 und 12 kWh pro Kubikmeter (m³)**. Ein häufig verwendeter Durchschnittswert ist: **1 m³ Erdgas ≈ 10 kWh** Für eine genaue Umrechnung solltest du den exakten Brennwert deines Gasversorgers verwenden, der auf deiner Gasrechnung angegeben ist. **Wichtig:** - **kW** (Kilowatt) ist eine Leistungseinheit (Energie pro Zeit). - **kWh** (Kilowattstunde) ist eine Energieeinheit. Wenn du wissen möchtest, wie viel Energie in 1 m³ Gas steckt, ist die Angabe in **kWh** korrekt. Die Umrechnung in **kW** ist nur möglich, wenn du zusätzlich die Zeit angibst, in der das Gas verbraucht wird.

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Der Preis für 1 m³ Gas hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem Anbieter, dem Wohnort, dem aktuellen Marktpreis und dem gewählten Tarif. In Deutschland lag der durchschnittlich... [mehr]

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Der Preis für 1 m³ Gas hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem Anbieter, dem Wohnort, dem aktuellen Marktpreis und dem gewählten Tarif. In Deutschland lag der durchschnittliche Preis für Haushaltskunden im Jahr 2024 bei etwa 10 bis 15 Cent pro Kilowattstunde (kWh). 1 m³ Erdgas entspricht ungefähr 10 kWh. Das bedeutet, 1 m³ Gas kostet aktuell etwa 1,00 bis 1,50 Euro. Die tatsächlichen Kosten können jedoch je nach Vertrag und Region abweichen. Für genaue Preise empfiehlt sich ein Blick auf die Webseite deines Gasversorgers oder Vergleichsportale wie [Check24](https://www.check24.de/gas/) oder [Verivox](https://www.verivox.de/gas/).

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Der aktuelle Gasfüllstand in Niedersachsen bezieht sich in der Regel auf die Auslastung der Gasspeicher im Bundesland. Niedersachsen ist ein wichtiger Standort für Gasspeicher in Deutschland... [mehr]

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Der aktuelle Gasfüllstand in Niedersachsen bezieht sich in der Regel auf die Auslastung der Gasspeicher im Bundesland. Niedersachsen ist ein wichtiger Standort für Gasspeicher in Deutschland, insbesondere mit großen Anlagen wie in Rehden, Jemgum und Etzel. Die aktuellen Füllstände der deutschen Gasspeicher, inklusive der in Niedersachsen, werden regelmäßig von der Bundesnetzagentur veröffentlicht. Einen tagesaktuellen Überblick findest du auf der offiziellen Plattform der Gas Infrastructure Europe (GIE): https://agsi.gie.eu/ Dort kannst du gezielt nach einzelnen Speichern suchen, z.B. "Rehden", "Etzel" oder "Jemgum", um den aktuellen Füllstand in Prozent und die gespeicherte Energiemenge einzusehen. Zusammengefasst: - Niedersachsen beherbergt die größten Gasspeicher Deutschlands. - Die Füllstände variieren, liegen aber (Stand Juni 2024) meist zwischen 70 und 90 %. - Aktuelle Werte findest du auf https://agsi.gie.eu/ unter den jeweiligen Speicherstandorten.