Stuttgart, Univ., Diss., 2006.

Beim Übersetzen von Fachtexten oder Dolmetschen von Fachkonferenzen ist die für das jeweilige Themengebiet verwendete Terminologie von zentraler Bedeutung. In einer Zeit des rasanten technologischen Fortschritts ist es manchmal nicht einfach, immer an die Fachliteratur zu gelangen, die den neuesten Stand der Technik wiedergibt, und dann auch noch adäquate Benennungen in verschiedenen Sprachen zu finden. Gerade im Bereich der erneuerbaren Energien, deren Anteil an der Energiebereitstellung in Deutschland und Europa in den letzten Jahren stetig gewachsen ist (vgl. BMU 1 2010:5) und die die Grundlage der zukünftigen Energieversorgung bilden sollen, gibt es fortlaufend technische Neu- und Weiterentwicklungen auf den verschiedenen Feldern, zu denen neben Wasserkraft, Windenergie, Biomasse, Geothermie, Gezeitenkraft und Photovoltaik auch die Solarthermie, die Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme, zählt. Da im Alltag eines Übersetzers oder Dolmetschers meist die Zeit für eine ausgiebige Recherche mit anschließender Dokumentation der Ergebnisse fehlt, kann eine Terminologiearbeit zum entsprechenden Fachgebiet ein gutes Hilfsmittel darstellen. Daher ist das Ziel dieser Arbeit, das Thema Solarthermie fachlich und terminologisch so aufzubereiten, dass es Übersetzern, Dolmetschern, aber auch anderen Interessierten den nötigen Überblick über das Fachgebiet verschafft, auf sprachliche Besonderheiten aufmerksam macht und gleichzeitig als Nachschlagewerk dienen kann. Darüber hinaus kann es als Beitrag zu einer ausbaufähigen Terminologiedatenbank dienen, die nötig sein wird, um der raschen Weiterentwicklung der Technologien in diesem Bereich Rechnung zu tragen. Gerade die Solarthermie ist ein Teilbereich der erneuerbaren Energien, dem auf dem Gebiet der wirtschaftlichen Kooperation und Entwicklungszusammenarbeit mit dem arabischen Raum in Zukunft eine größere Bedeutung zukommen soll. Beispielsweise stellt die Weltbank zusammen mit anderen Investoren 5,5 Mrd. Dollar für den Bau von thermischen Solarkraftwerken in fünf arabischen Ländern, namentlich Algerien, Ägypten, Jordanien, Marokko und Tunesien, zur Verfügung (BETTZIECHE 2009:63, WELTBANK 1 2009). Außerdem sieht die Desertec-Initiative vor, dass bis zum Jahr 2050 15 bis 20 % des europäischen Strombedarfs durch solarthermische Kraftwerke in Nordafrika und dem Nahen Osten gedeckt werden sollen (vgl. DESERTEC). Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich aber nicht nur mit der solarthermischen Stromerzeugung, sondern dem gesamten Spektrum der Solarthermie, das daneben auch noch Warmwasserbereitstellung, Raumheizung, solare Kühlung und Prozesswärmeerzeugung umfasst. Auch für diese Anwendungsbereiche gibt es im sonnenreichen arabischen Raum sehr gute Potenziale, was eine Auseinandersetzung mit der arabischen Terminologie dieses Fachgebiets sehr interessant macht.

Chemnitz, Techn. Univ., Diss., [2005].

Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 2009

Es wird ermittelt, welches Volumen Wasserspeicher besitzen müssen, die bei der ausschließlichen Wärmeversorgung von Häusern mit Wärme, die mit Hilfe von Solarkollektoren gewonnen wird, Wärme im Sommer einspeichern und im Winter entspeichern. Den Berechnungen liegen Messungen über die nutzbare Solarwärme zugrunde. Betrachtet werden Wohnhäuser mit Erdgeschoss und Dachgeschoss mit Wohnflächen von 115 m2, 150 m2 und 200 m2. Die spezifischen Wärmeverbräuche der Gebäude liegen zwischen 175 und 50 kWh/(m2.Jahr). Die Solarkollektorflächen variieren zwischen 9 m2 und 100 m2. Die Speicherfähigkeit des Wassers definierende Temperaturspreizung in den Speichern zwischen kalter Seite unten und warmer Seite oben beträgt einmal 50 K und zum anderen 60 K. Es werden Speicherwirkungsgrade von 100%, 90% und 80% zugrunde gelegt. Im günstigsten Fall errechnen sich für drei Hausgrößen von 115 m2, 150 m2 und 200 m2 Wasserspeicher Volumina von 5,7 m3, 6,25 m3 bzw. 8 m3.

Description and assessment of technology-related concepts aiming at improving the energy conservation in residential buildings. Explanation of the method and discussion of the whole-year simulation results for SOFC micro-CHP systems and Stirling engines in relation with single-family houses of different thermal insulation standards. Benchmark with conventional energy supply systems. Computation of allowable investment costs / Beschreibung und Beurteilung unter technischen, ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten zweier technologiebasierter Maßnahmen zur Effizienzsteigerung der Energiebereitstellung im Gebäudesektor. Darstellung der verwendeten Methodik und der Simulationsergebnisse am Beispiel von SOFC-Brennstoffzellen-Heizgeräten und Stirling-Motoren in Relation mit Einfamilienhäusern verschiedener Dämmstandards. Vergleich mit herkömmlichen und etablierten Versorgungstechnologien Berechnung von anlegbaren Investitionskosten.

Um die zuverlässige Integration von Solarthermieanwendungen (ST), z.B. konzentrierte Solarenergie (concentrating solar power, CSP) bei steigendem Energiebedarf und trotz des fluktuierenden Charakters von ST zu ermöglichen, werden thermische Energiespeichertechnologien (TES) als attraktive Lösungen eingesetzt, um ST-basierte Systeme auf dem Energiemarkt wettbewerbsfähiger zu machen. Darüber hinaus werden Feststoff-TES-Systeme als vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Flüssigkeitsspeicherlösungen betrachtet, um die Investitionskosten für die TES-Einheit weiter zu senken. Sowohl aus technischer als auch aus kommerzieller Sicht können sie vorteilhaft mittels der Komponentenfertigung bis hin zum kompletten modularen Aufbau ausgelegt werden, um die vorgesehene Beladungsmenge für verschiedene Leistungsbereiche von CSP-Anlagen abzudecken. Die erfolgreiche Integration von feststoffbasierten, sensiblen Wärmespeichern (SWS) in Parabolrinnen-Kraftwerken hat sich in den letzten zehn Jahren bewährt. Gegenwärtig gewinnt die TES-Technologie für niedrige Temperaturen neben Hochtemperaturanwendungen zur Stromerzeugung zunehmend an Bedeutung. Dies bietet die Möglichkeit, neue gemischte Feststoff-Flüssigkeits-Speichermaterialien zu entwickeln, um die Wärmespeicherdichte zu erhöhen, wie hier am Beispiel eines neuartigen, wassergesättigten zementartigen Materials demonstriert wird, das im Rahmen eines nationalen Projekts zur Speicherung von mit Solarkollektoren gewonnener Energie (IGLU-Projekt) entwickelt wurde. Wegen typischer Eigenschaften der Feststoffe müssen jedoch wichtige spezifische Probleme gelöst werden, um die Leistungsfähigkeit und Stabilität von festen TES-Systemen über einen langen Zeitraum zu gewährleisten. Die gegenwärtigen Bemühungen von Wissenschaft und Industrie konzentrieren sich auf thermische Aspekte als zentrales Hauptanliegen. Feststoffbasierte TES sind jedoch multiphysikalischen Prozessen unterworfen, d.h. das thermische Verhalten ist ein Produkt der gegenseitigen Wechselwirkung mehrerer beteiligter physikalischer Felder und beeinflusst selbst wiederum diese Felder. Das damit verbundene mechanische Verhalten der Wärmespeicherkomponenten hat einen großen Einfluss auf die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Systems sowie die thermische Leistung, da mögliche Strukturschäden den Wärmetransport durch die TES-Struktur erheblich beeinflussen und die Integrität der Struktur selbst gefährden können. Die Motivation dieses Beitrags liegt in der Entwicklung eines innovativen feststoffbasierten TES-Moduls (IGLU TES) für das oben genannte IGLU-Projekt. Ziel dieses Beitrags ist es, die Leistungsfähigkeit und Integrität von feststoffbasierten TES mit Röhrenwärmetauschern unter multiphysikalischen Bedingungen zu untersuchen, um insbesondere die Möglichkeiten und Folgen eines Versagens durch mechanische Schädigung oder thermische Degradation zu identifizieren. Die Arbeit geht von einer verallgemeinerten thermo-hydro-mechanischen (THM) Analyse des IGLU TES aus, um einen ersten Einblick in die Kopplungseffekte zwischen den verschiedenen physikalischen Feldern und deren relative Bedeutung zu gewinnen. Kritische Bereiche in den Zonen um den Röhrenwärmetauscher werden dann anhand der sich einstellenden Spannungsfelder als kritisch identifiziert, da sie die strukturelle Integrität des Speichermoduls beeinträchtigen können, indem in diesen Zonen die Festigkeit charakterisierende oder bruchmechanische Kriterien überschritten werden. Die so ermittelten kritischen Bereiche erlauben eine vertiefte, strukturspezifische Analyse eines feststoffbasierten TES mit eingebetteten Röhrenwärmetauschern. Insbesondere wird ein analytischer Ansatz vorgeschlagen, indem geeignete Vereinfachungen auf der Grundlage der vorangegangenen numerischen Analysen vorgenommen werden, um eine robuste Analyse derjenigen materialspezifischen und geometrischen Größen durchzuführen, die den größten Einfluss auf die strukturelle Zuverlässigkeit des Speichermoduls ausüben. Die abgeleitete analytische Lösung kann zur Quantifizierung der Abhängigkeit kritischer Spannungen von mehreren Systemparametern, Materialkennwerten und Geometriegrößen herangezogen werden, um unter gewählten Gesichtspunkten eine Systemoptimierung mit großer Designflexibilität für die Speicherkonfiguration durchzuführen. Der analytische Ansatz erfordert nur minimalen Aufwand und eignet sich für frühe Designphasen. Dabei zeigte sich, dass das Risiko von Material- und Strukturversagen auch bei optimaler Auslegung nicht beliebig reduziert werden kann. Daher wird ein Phasenfeld-Ansatz zur Modellierung von Risswachstumsprozessen entwickelt, um wahrscheinliche Schädigungsmuster zu erfassen, die durch die Nichtübereinstimmung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Systemkomponenten verursacht werden, und den Einfluss der resultierenden Risstopologien auf das thermische Verhalten eines festen TES-Systems zu quantifizieren. Der vorgeschlagene Phasenfeldansatz, formuliert innerhalb eines gekoppelten thermomechanischen Ansatzes, wird auf zwei repräsentative feste SWS-Konfigurationen angewendet, die sich sowohl hinsichtlich des Speichermediums als auch der Speichertemperatur unterscheiden. Innerhalb des Festkörpers wird ein Bruchvorgang beobachtet und die daraus resultierende thermische Leistungsabnahme durch eine Wärmetransportbehinderung in Abhängigkeit des eingeschlossenen flüssigen Mediums mit potentiell niedriger Wärmeleitfähigkeit untersucht, was zu erheblichen Schwankungen der Heizleistung in einem laufenden System führen kann.

Description and assessment of technology-related concepts aiming at improving the energy conservation in residential buildings. Explanation of the method and discussion of the whole-year simulation results for SOFC micro-CHP systems and Stirling engines in relation with single-family houses of different thermal insulation standards. Benchmark with conventional energy supply systems. Computation of allowable investment costs / Beschreibung und Beurteilung unter technischen, ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten zweier technologiebasierter Maßnahmen zur Effizienzsteigerung der Energiebereitstellung im Gebäudesektor. Darstellung der verwendeten Methodik und der Simulationsergebnisse am Beispiel von SOFC-Brennstoffzellen-Heizgeräten und Stirling-Motoren in Relation mit Einfamilienhäusern verschiedener Dämmstandards. Vergleich mit herkömmlichen und etablierten Versorgungstechnologien Berechnung von anlegbaren Investitionskosten.

Es wird ermittelt, welches Volumen Wasserspeicher besitzen müssen, die bei der ausschließlichen Wärmeversorgung von Häusern mit Wärme, die mit Hilfe von Solarkollektoren gewonnen wird, Wärme im Sommer einspeichern und im Winter entspeichern. Den Berechnungen liegen Messungen über die nutzbare Solarwärme zugrunde. Betrachtet werden Wohnhäuser mit Erdgeschoss und Dachgeschoss mit Wohnflächen von 115 m2, 150 m2 und 200 m2. Die spezifischen Wärmeverbräuche der Gebäude liegen zwischen 175 und 50 kWh/(m2.Jahr). Die Solarkollektorflächen variieren zwischen 9 m2 und 100 m2. Die Speicherfähigkeit des Wassers definierende Temperaturspreizung in den Speichern zwischen kalter Seite unten und warmer Seite oben beträgt einmal 50 K und zum anderen 60 K. Es werden Speicherwirkungsgrade von 100%, 90% und 80% zugrunde gelegt. Im günstigsten Fall errechnen sich für drei Hausgrößen von 115 m2, 150 m2 und 200 m2 Wasserspeicher Volumina von 5,7 m3, 6,25 m3 bzw. 8 m3.

Beim Übersetzen von Fachtexten oder Dolmetschen von Fachkonferenzen ist die für das jeweilige Themengebiet verwendete Terminologie von zentraler Bedeutung. In einer Zeit des rasanten technologischen Fortschritts ist es manchmal nicht einfach, immer an die Fachliteratur zu gelangen, die den neuesten Stand der Technik wiedergibt, und dann auch noch adäquate Benennungen in verschiedenen Sprachen zu finden. Gerade im Bereich der erneuerbaren Energien, deren Anteil an der Energiebereitstellung in Deutschland und Europa in den letzten Jahren stetig gewachsen ist (vgl. BMU 1 2010:5) und die die Grundlage der zukünftigen Energieversorgung bilden sollen, gibt es fortlaufend technische Neu- und Weiterentwicklungen auf den verschiedenen Feldern, zu denen neben Wasserkraft, Windenergie, Biomasse, Geothermie, Gezeitenkraft und Photovoltaik auch die Solarthermie, die Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme, zählt. Da im Alltag eines Übersetzers oder Dolmetschers meist die Zeit für eine ausgiebige Recherche mit anschließender Dokumentation der Ergebnisse fehlt, kann eine Terminologiearbeit zum entsprechenden Fachgebiet ein gutes Hilfsmittel darstellen. Daher ist das Ziel dieser Arbeit, das Thema Solarthermie fachlich und terminologisch so aufzubereiten, dass es Übersetzern, Dolmetschern, aber auch anderen Interessierten den nötigen Überblick über das Fachgebiet verschafft, auf sprachliche Besonderheiten aufmerksam macht und gleichzeitig als Nachschlagewerk dienen kann. Darüber hinaus kann es als Beitrag zu einer ausbaufähigen Terminologiedatenbank dienen, die nötig sein wird, um der raschen Weiterentwicklung der Technologien in diesem Bereich Rechnung zu tragen. Gerade die Solarthermie ist ein Teilbereich der erneuerbaren Energien, dem auf dem Gebiet der wirtschaftlichen Kooperation und Entwicklungszusammenarbeit mit dem arabischen Raum in Zukunft eine größere Bedeutung zukommen soll. Beispielsweise stellt die Weltbank zusammen mit anderen Investoren 5,5 Mrd. Dollar für den Bau von thermischen Solarkraftwerken in fünf arabischen Ländern, namentlich Algerien, Ägypten, Jordanien, Marokko und Tunesien, zur Verfügung (BETTZIECHE 2009:63, WELTBANK 1 2009). Außerdem sieht die Desertec-Initiative vor, dass bis zum Jahr 2050 15 bis 20 % des europäischen Strombedarfs durch solarthermische Kraftwerke in Nordafrika und dem Nahen Osten gedeckt werden sollen (vgl. DESERTEC). Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich aber nicht nur mit der solarthermischen Stromerzeugung, sondern dem gesamten Spektrum der Solarthermie, das daneben auch noch Warmwasserbereitstellung, Raumheizung, solare Kühlung und Prozesswärmeerzeugung umfasst. Auch für diese Anwendungsbereiche gibt es im sonnenreichen arabischen Raum sehr gute Potenziale, was eine Auseinandersetzung mit der arabischen Terminologie dieses Fachgebiets sehr interessant macht.