Energieflussdiagramm
Was ist eigentlich ein Energieflussdiagramm und bei welchen Beispielen im Alltag kannst du es anwenden? Das zeigen wir dir in diesem Beitrag. Hier geht’s direkt zum Video!
Inhaltsübersicht
Was ist ein Energieflussdiagramm?
Energieflussdiagramme helfen dir dabei, Informationen über die Nutzung und Umwandlung von Energie grafisch darzustellen. Pfeile zeigen dir, in welche Energieformen zugeführte Energie bei verschiedenen Prozessen umgewandelt wird. Je dicker ein Pfeil, desto größer die Energiemenge. Solche Energieflussdiagramme kannst du in der Physik auch als Sankey-Diagramme bezeichnen. Mit ihnen kannst du die Energieflüsse in verschiedensten Geräten beschreiben, beispielsweise bei einer Glühbirne oder einem Ventilator.
Zugeführte Energie kann nie vollständig in Nutzenergie umgesetzt werden. Eine gewisse Energiemenge wird immer in eine ungünstige Energieform umgewandelt. Das bezeichnest du als entwertete Energie oder Verlustenergie, die oft in Form von Wärmeenergie auftritt. Du kannst sie an den Pfeilen erkennen, die nach unten gerichtet sind. Je weniger Verlustenergie auftritt, desto effizienter ist die Energieumwandlung. Dann sprichst du auch von einem hohen Wirkungsgrad .
Kohlekraftwerk Energieflussdiagramm
Im Kohlekraftwerk gibt es viele Schritte, bei denen Energie von einer Form in die andere umgewandelt wird. Der ganze Prozess beginnt damit, dass Kohle zu feinem Staub zermahlen und verbrannt wird. Die chemische Energie der Kohle wird dabei auf Rauchgase übertragen, die bei der Verbrennung entstehen. Ein kleiner Kohlerest bleibt aber zurück und kann nicht weiter genutzt werden. Du bezeichnest ihn als Schlacke.
Die thermische Energie der heißen Rauchgase bringt Wasser zum Kochen, wodurch heißer Wasserdampf entsteht. Daneben bilden sich auch Abgase — wie bei der Schlacke kann ihre Energie nicht weiter genutzt werden. Eine Turbine wandelt nun die thermische Energie des Wasserdampfs etwa zur Hälfte in Bewegungsenergie um. Die andere Hälfte der Energie wird als Wärme von dem Kühlwasser aufgenommen und abgeführt. Ein Generator
wandelt schließlich die Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Ein kleiner Teil davon wird für die anderen Maschinen im Kohlekraftwerk abgezweigt — das bezeichnest du als Eigenbedarf.
Energieflussdiagramm Solarzelle
Solarzellen wandeln die Strahlungsenergie der Sonne direkt in elektrische Energie um.
Auch hier kann aber nicht die gesamte Energie genutzt werden, die am Gerät ankommt. Ein großer Teil wird als Wärmeenergie unbrauchbar. Außerdem reflektiert die Solarzelle einen Teil des Sonnenlichts, der dadurch nicht zur Stromerzeugung genutzt werden kann.
Energieflussdiagramm Elektromotor
Beim Betrieb eines Elektromotors wird von einem Akku oder einer Batterie chemische Energie in elektrische Energie umgesetzt. Dabei entsteht zu einem kleinen Teil auch Wärme, die als Verlustenergie nicht mehr genutzt werden kann.
Der Elektromotor wandelt nun die elektrische Energie in Bewegungsenergie um. Damit kann er beispielsweise ein Auto antreiben, indem er die Räder zum Drehen bringt. Auch dabei geht ein Teil der Energie als Wärme verloren.
Energieflussdiagramm Wasserkraftwerk
Auch für Wasserkraftwerke kannst du Energieflussdiagramme erstellen. Ein Laufwasserkraftwerk beispielsweise nutzt die Bewegung des Flusswassers zur Stromerzeugung. Das Wasser treibt dabei eine Turbine an. Ein daran gekoppelter Generator wandelt die Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Ein Teil der Energie geht dabei als Wärme verloren.
Neben Laufwasserkraftwerken gibt es aber noch ganz andere Arten von Wasserkraftwerken. Welche das sind, wie sie aufgebaut sind und wie sie funktionieren, erfährst du hier !
