Physics of Energy Conversion (eBook)
215 Seiten
De Gruyter (Verlag)
978-1-5015-0268-2 (ISBN)
Covers the physical basis of the most important energy conversion processes used for energy supply. Provides the fundamentals and a scientific understanding of the physics behind thermal power plants, solar cells and power plants, batteries and fuels cells as well as energy storage devices.
A profound understanding of the physical laws underlying energy converters is a prerequisite for a sustainable use of our energy resources. The aim of this textbook is to provide a unified view on the different energy conversion processes ranging from power plants to solar cells. It offers an interdisciplinary introduction to energy sciences for senior undergraduate and graduate students from natural sciences and engineering. The central theme is the treatment of energy converters as open thermodynamical systems and the performance of efficiency analyses, based on the concept of exergy. Presents the physics behind the most important energy converters in a unified framework. Evaluates the performance of ideal and realistic energy converters in terms of energy and exergy efficiencies Provides basic concepts needed for a discussion of energy converters, such as chemical and applied thermodynamics, electrochemistry and solid state physics. About the Authors Katharina Krischer is a professor of physics at the Technische Universitat Munchen, Germany. She has taught lectures on energy sciences for undergraduate and graduate students for more than 10 years. Her research topics include the photo-electrochemical production of solar fuels. Konrad Schonleber is a researcher in the group of Prof. Krischer which he joined after graduating in physics from the Technische Universitat Munchen. His research interest focuses on light-driven semiconductor electrochemistry and its application for renewable energies.
1 Introduction
1.1Terms and definitions
1.2Exemplary energy consumption
1.3Forms of energy
2Exergy
2.1Conversion efficiencies
2.2Physical properties
2.3Exergy
2.4Heat pumps
3Open systems
3.1Thermodynamic properties
3.2Exergy of open systems
3.3Important example components
4Thermal power plants
4.1Ideal steam power plants
4.2Efficiency of a realistic steam power plant
4.3Modifications in a real power plant
4.4Ideal gas-fired power plants
4.5Efficiency of a realistic gas-fired power plant
4.6Modifications in real gas-fired power plants
5Chemical Exergy
5.1Basic concepts
5.2The driving force of a chemical reaction
5.3The exergy of fuels
6Electrochemical energy conversion
6.1Electrochemistry
6.2Fuel cells
6.3Non-rechargeable batteries
7Solar energy conversion
7.1Properties of the solar irradiation
7.2Solarthermal energy conversion
7.3Concentrating devices
7.4Photovoltaics
8Exergy Storage
8.1Mechanical storage
8.2Electrochemical storage 9 Final Notes
A Basics: Thermodynamics
A.1Laws of thermodynamics
A.2Thermodynamic potentials
A.3Ideal gases
A.4The Carnot cycle
A.5Phase transitions
B Basics: Solid state physics
B.1Particle ensembles
B.2Semiconductors
| Erscheint lt. Verlag | 19.5.2015 |
|---|---|
| Reihe/Serie | De Gruyter Textbook |
| Zusatzinfo | 105 b/w ill., 1 b/w tbl. |
| Verlagsort | Boston |
| Sprache | englisch |
| Themenwelt | Naturwissenschaften ► Chemie |
| Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie | |
| Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik | |
| Schlagworte | Energie • Energiespeicherung • Energy • energy, exergy, process evaluation, sustainable energy supply, energy storage • Energy Storage • Exergie • exergy • Nachhaltige Energieversorgung • Process evaluation • Prozessbewertung • Sustainable energy supply |
| ISBN-10 | 1-5015-0268-9 / 1501502689 |
| ISBN-13 | 978-1-5015-0268-2 / 9781501502682 |
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