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Mechanische Energie

Jeder Körper, an dem Arbeit verrichtet worden ist, besitzt mechanische Energie, die sich in drei Formen manifestiert: in kinetischer Energie, also der Bewegungsenergie, in potentieller Energie, also der Lageenergie, die sich für jeden Körper aus seiner Position im Schwerefeld ergibt, und in Spannenergie, die aus der elastischen Verformung eines Körpers resultiert. Mechanische Energie lässt sich von der Wärmeenergie, von der Druck-Volumenenergie, von der Strahlenenergie, von der Kernenergie und von der elektrischen Energie abgrenzen. Mechanische Energie ist immer das Produkt aus Strecke und in Richtung der Strecke wirkender Kraft und wird in Joule angegeben.

Typische Speicher für potentielle Energie sind Speicherkraftwerke, die fast immer als Wasserkraftwerk realisiert werden. Dabei wird Wasser in einem Stausee gesammelt, der entweder natürlichen Ursprungs ist oder durch Staudämme realisiert wurde. Der Wasserzufluss erfolgt durch natürliche Wasserläufe oder – bei einem Pumpspeicherkraftwerk – durch ein Pumpensystem. Der hohe Wasserdruck im Staubecken stellt die potentielle Energie dar. Der Wasserstrom, der kontrolliert durch die Staumauern gelassen wird, überträgt seine Energie auf eine Turbine, die wiederum einen Generator antreibt, der gewünschten elektrischen Strom erzeugt. Speicherkraftwerke werden vor allem für den Strombedarf in Spitzenzeiten eingesetzt.

Ein Druckluftspeicher ist das Speichermedium für kinetische Energie. Bei Druckluftspeicherkraftwerken wird komprimierte Luft in natürliche Speicher wie poröse Gesteinsschichten oder unterirdische Kavernen gepresst. Die kontrolliert ausströmende Luft setzt eine Turbine in Bewegung, die einen Generator zur Stromerzeugung speist. Druckluftspeicher haben einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 70%.
Gerade regenerative Energieformen, wie die Windenergie, benötigen Druckluftspeicher.

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