Energiefluss

Der Energiefluss bezeichnet den Transport von Energie über Umwandlungen zwischen gleichen oder unterschiedlichen Energiearten. Der übliche und in Physik und Technik korrekte Begriff ist die „Leistung“ – dieser Begriff enthält allerdings weder das Wort Energie noch macht er klar, dass bei der Leistung Energie fließen muss.

Energiefluss bezeichnet eine Änderungsrate von Energie

Immer dann, wenn Energie fließt, verändert sich die Energiemenge in Reservoirs, die Energie speichern. Ein Feuerzeug enthält, wenn es nicht betrieben wird, eine feste Menge an Energie. Wenn es aber gezündet wird, verringert sich die Menge an Butangas, aus dem Energie entnommen wird. Dafür erhöht sich die Menge an Wärmeenergie in der Umgebung des Feuerzeuges. Energie fließt förmlich von dem Gas in eine Erwärmung der Umgebung. Die Rate, also die Geschwindigkeit, mit der das Gas umgewandelt wird, gibt die Stärke des Energieflusses an. Die Gasflamme eines Feuerzeuges hat einen geringeren Energiefluss als ein Gaskochfeld.

Der Videobetrag von energieinfo stellt dies anhand einer Kerze vor, die Energie in Form von Wachs enthält, beim Brennen aber einen Energiefluss von Wachs zu Wärme darstellt:

energieinfoFILM: Energie und Energiefluss (=Leistung) am Beispiel einer brennenden Kerze
Hinweis: Mit einem Click auf das Bild werden Sie zu YouTube weitergeleitet, es gelten die Datenschutzbestimmungen des Betreibers!

Einteilung der Erscheinungsformen von Energie

Der Energiehaushalt der Erde ist geprägt von Energieflüssen
verschiedenster Art:

  • Strahlungshaushalt der Erde, bestehend aus der eingestrahlten Sonnenenergie, der reflektierten und der von Atmosphäre und Erdoberfläche absorbierten und wieder abgestrahlten Energie,
  • Der Wasserkreislauf ist ebenfalls mit Energieflüssen verbunden:
    Die Sonnenstrahlung erwärmt das Wasser (Strahlung zu Wärme), das Wasser verdunstet und steigt als Wasserdampf auf (Wärme zu potentieller Energie), der Wasserdampf kondensiert zu Wolken, die wiederum Regen ablassen (potentielle Energie in kinetische Energie der Regentropfen) usw.
  • Temperaturdifferenzen durch starke bzw. mangelnde Sonneneinstrahlung zwischen verschieden geographischen Orten sind für Winde verantwortlich, die ihrerseits Energie transportieren.

Energieflussbilder – eine Darstellungsart

Die bei der Nutzung von Energierohstoffen durchgeführten Umwandlungen können ebenfalls in einem Energieflussbild dargestellt werden, wobei hier Umwandlungen zwischen verschiedenen Energiearten auftreten:

Energiefluss von Kohle zu elektrischer Energie, nachfolgend zu Lichtstrahlung und Bewegungsenergie

Technische Einteilung nach Verarbeitungsstufen von Energie

Die Primärenergie ist die zunächst vorgefundene Energie beispielsweise in Form fossiler Brennstoffe oder Biomasse.

Die Sekundärenergie ist die Energie, die aus der Primärenergie durch eine Umwandlung gewonnen wird, und zwar in einer Form, die der Verbraucher mit seinen ,,Geräten„ nutzen kann.

Endenergie bezeichnet die Energie, die dem Verbraucher letztendlich zur Verfügung steht, nachdem Transportverluste abgezogen wurden. Bei dem Transport von Strom sind dies Leitungs- und Transformationsverluste, bei Benzin wären dies Verluste durch Restmengen in Tankwagen, Verdunstungsverluste bei der Umfüllung, usw.

Die Nutzenergie ist die Energie, die der Endverbraucher zur Erfüllung bestimmter Aufgaben direkt ,,nutzt„, im Fall der Glühlampe ist es die Energie des Lichtes, im Fall des Ventilators ist es die bewegte Luft in Form eines erfrischenden Luftstroms.