Energetische Beurteilungskriterien

Zusammenfassung

Die klassische ingenieurmäßige Beurteilung von Energiesystemen allein mit Hilfe des Wirkungsgrades η ist nicht hinreichend.

$$ \eta =\frac{P}{P_{zu}}=\frac{E}{E_{zu}} $$

Neben der mit dem Wirkungsgrad beschriebenen Prozessgüte der Energieumwandlung spielt auch die gesamte für diesen Prozess benötigte Infrastruktur eine entscheidende Rolle. Diese Infrastrukturgüte wird mit dem Energie­Erntefaktorε beschrieben, der anzeigt, ob der Energieaufwand zum Realisieren eines Energie-Wandlungs-Apparates einschließlich der dazugehörigen gesamten Infrastruktur auch gerechtfertigt ist.

$$ \varepsilon =\frac{E}{E_{Infra}}\, =\, \frac{P\;T}{E_{Infra}} $$

Der Erntefaktor liefert im Grenzfall ε = 1 die anschauliche energetische Amortisationszeit T_AM = E_Infra/P.

Die Prozess- und Infrastrukturgüte lässt sich gesamtenergetisch mit dem Globalwirkungsgrad δ = δ ( η, ε) universell als harmonisches Mittel zwischen dem Wirkungsgrad η und dem Erntefaktor ε darstellen. Systeme sind nur dann energetisch innovativ, wenn sowohl dη > 0 als auch dε > 0 und damit auch dδ > 0 realisiert wird.

$$ \delta =\frac{E}{E_{zu}+E{}_{Infra}}=\frac{\eta \cdot \varepsilon }{\eta +\varepsilon} $$

$$ \varepsilon <\, 1\, \to \, \mathrm{Verlust}\ \mathrm{der}\ \mathrm{Energieautarkie} $$