Lexikon

Wärmenetze ermöglichen die Versorgung von Wärmeabnehmern innerhalb eines begrenzten Gebietes mit Wärme über ein Rohrleitungsnetz, meist zur Bereitstellung von Heizwärme und Warmwasser, bei höheren Vorlauftemperaturen auch zur Bereitstellung von Prozesswärme. Die thermische Energie wird in der Regel in erdverlegten, gedämmten Rohrsystemen mittels eines erhitzten Mediums (meist Heißwasser oder Dampf) transportiert. Eine Sonderform bilden sogenannte "Kaltwärmenetze", die ein Medium niedriger Temperatur (z. B. Flusswasser) in einem Rohrleitungssystem zu Wärmeverbrauchern transportieren, wo anschließend mit Hilfe von Wärmepumpen dezentral in den einzelnen Gebäuden ein für Heizzwecke nutzbares Temperaturniveau erreicht wird. Die Wärmeverluste von Wärmenetzen (inklusive Stillstandsverluste, Anfahrverluste und grauer Energie zur Errichtung) schmälern den Nutzen bzw. das Energieeinsparpotenzial durch Wärmenetze. Wärmenetze lassen sich je nach räumlicher Ausdehnung in Fernwärmenetze (zur großflächigen Wärmeversorgung) und Nahwärmenetze (kleinräumige, zentrale Wärmeversorgung) unterscheiden, wobei es keinen festgelegten Grenzwert für diese Differenzierung gibt. In der Energiestatistik wird diesbezüglich nicht differenziert und Fernwärme als Sammelbegriff verwendet.

Bei der Nachrüstung von Wasserkraftanlagen werden Maßnahmen zur Steigerung der Ausbauleistung oder der Jahresarbeit mit Auswirkungen auf die Wasserstands- und Abflussverhältnisse vorgenommen. Dafür ist ein wasserrechtliches Genehmigungsverfahren erforderlich.

Die Windhöffigkeit beschreibt das durchschnittliche Windaufkommen an einem Standort und damit auch seine Eignung zur Nutzung der Windkraft. Sie dient der Beurteilung der Wirtschaftlichkeit einer Windenergieanlage an diesem Standort. Mit der Häufigkeits- und Richtungsverteilung der Windgeschwindigkeiten in Nabenhöhe können Ertragsprognosen erstellt werden.

Als Windenergie-Erlass (BayWEE) wird eine gemeinsame Bekanntmachung mehrerer Bayerischer Staatsministerien mit dem Titel "Hinweise zur Planung und Genehmigung von Windenergieanlagen (WEA)" bezeichnet. Der Erlass liefert Orientierungshilfen und Hinweise zur Sicherstellung einer einheitlichen Vorgehensweise in Bezug auf den Ausbau der Windenergienutzung und eines einheitlichen und effizienten Vollzugs der maßgeblichen Vorschriften.

Ein Wechselrichter, auch Inverter genannt, wandelt Gleichstrom, welcher z. B. durch Photovoltaikanlagen erzeugt wird, in Wechselstrom um, der in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann.

Ein Windpark ist eine räumliche Konzentration von drei oder mehr miteinander in Verbund stehenden Windkraftanlagen an Land (Onshore) oder im offenen Meer (Offshore).

Eine Wärmebrücke ist ein Bereich, in dem der Wärmedurchgang wesentlich höher ist als in den angrenzenden Bauteilen. Man unterscheidet zwischen konstruktiven, materialbedingten und geometrischen Wärmebrücken. Wärmebrücken sollten beim Bau oder der Sanierung eines Gebäudes unbedingt vermieden werden, da hier erhöhte Wärmeverluste auftreten und diese Stellen durch geringere Oberflächentemperaturen an der Innenseite anfällig für Kondensation und damit für Schimmelbildung sind. Typische konstruktive und materialbedingte Wärmebrücken sind zum Beispiel durchgehend betonierte Balkone, Befestigungselemente, nach außen reichende Anschlüsse, Rollladenkästen, Heizkörpernischen, Fensterbank- oder Dachanschlüsse. Geometrische Wärmebrücken, wie z. B. Gebäudeecken, erfordern entsprechende Wärmedämmmaßnahmen, was insbesondere in Altbauten eine besondere Herausforderung darstellen kann.

Windstützpunkte dienen der vor-Ort-Information zum Thema Windenergie und sollen Impulse für diese Technologie liefern. Das Angebot der Windstützpunkte reicht von Besichtigungen über Lehrpfaden bis hin zu zahlreichen anderen Angeboten. Derzeit gibt es in Bayern vier Windstützpunkte. Eine Auflistung findet sich im Energie-Atlas Bayern.

Genauso wie die Strom- und Verkehrswende ist die Wärmewende ein Bestandteil der Energiewende. Auch im Bereich der Wärmeversorgung von Gebäuden und industriellen Prozessen soll der CO₂-Ausstoß verringert werden. Dabei spielt neben dem Einsatz von erneuerbaren Energien auch die Energieeffizienz eine entscheidende Rolle. Wichtige Ansätze zur Senkung des CO₂-Ausstoßes im Wärmesektor sind die Gebäudedämmung, die Wärmerückgewinnung aus der Lüftung, verlustarme Wärmenetze sowie die Nutzung von Solarthermie, Geothermie oder nachwachsenden Rohstoffen bei Heizungsanlagen.

Eine Wasserkraftanlage wandelt die potenzielle Energie von Wasser mit Hilfe einer oder mehrerer Turbinen in mechanische Energie um, die durch einen damit gekoppelten Generator zur Stromerzeugung genutzt wird. Unterschieden wird zwischen Laufwasserkraftwerken, Speicherkraftwerken und Pumpspeicherkraftwerken.

Innovative Wasserkraftanlagen verwenden weiterentwickelte Wasserkrafttechnologien oder Anlagenkonzepte, die eine bessere Umweltverträglichkeit aufweisen als konventionelle Wasserkraftanlagen. Sie verbessern die Durchgängigkeit für Gewässerorganismen zwischen Unterwasser und Oberwasser und ermöglichen einen Auf- bzw. Abstieg für Fische sowie einen verbesserten Fischschutz. Zudem ermöglichen innovative Wasserkraftanlagen auch den Geschiebetransport im Gewässer und erhalten weitgehend dessen Fließcharakter. Konventionelle Wasserkraftwerke lassen sich durch bauliche, anlagentechnische oder betriebsbedingte Maßnahmen gewässerökologisch optimieren. Diese umfassen beispielsweise die Errichtung von Bypässen, die Anbringung feiner Rechen oder die Anpassung der Betriebsweise.

Durch Wärmerückgewinnung wird Wärme, die einen technischen Prozess oder ein Gebäude verlässt (z. B. im Abwasser, in der Abluft oder in Abgasen), zur Erwärmung eines anderen Mediums verwendet und so wieder nutzbar gemacht. Dies geschieht entweder mittels Wärmeübertrager, in dem die Wärme vom abfließenden Stoffstrom auf einen kälteren, zufließenden Stoffstrom übertragen wird oder mittels Wärmepumpen, die es ermöglichen, Wärme auch auf Medien mit höherer Temperatur zu übertragen, wenngleich mit zusätzlichem Energieeinsatz. Durch die Rückführung der Wärme lässt sich ein erheblicher Anteil der sonst benötigten Energie einsparen. Bei modernen Lüftungsanlagen sind z. B. Rückgewinnungsgrade von 95 % möglich.

Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis der nutzbaren Leistung zur zugeführten Leistung zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. an einem bestimmten Betriebspunkt (z. B. Volllastbetrieb). Der Wirkungsgrad ist nicht zu verwechseln mit dem Nutzungsgrad, der das Verhältnis von nutzbarer Energie zu zugeführter Energie über einen längeren Zeitraum beschreibt. Je höher der Anteil der nutzbaren an der zugeführten Leistung ist, desto höher ist der Wirkungsgrad und desto energieeffizienter die Form der Energieumwandlung.

Siehe Kraftwerk, thermisches.

Eine Wärmedämmung dient zum Schutz eines Objekts vor unerwünschter Abkühlung und/oder Erwärmung und somit dazu, den Energiebedarf für Heizung und Klimatisierung zu reduzieren.

Wärmeübertrager (auch häufig Wärmetauscher genannt) übertragen Wärme von einem wärmeren auf einen kühleren Wärmeträger. Sie bestehen meist aus Metall, in der Regel wegen der guten Wärmeleitfähigkeit aus Kupfer oder Aluminium. In der Energietechnik kommen Wärmeübertrager z. B. in Heizanlagen, in Wärmerückgewinnungsanlagen, in der Kühltechnik oder in Dampfprozessen vor. Hochwertige Wärmeübertrager in Lüftungsanlagen von Gebäuden können über 90 % der Wärme aus der Abluft zurückgewinnen.

Thermische Energie lässt sich in Form von Wärme oder Kälte speichern. Man unterscheidet sensible Wärmespeicher (Veränderung der "fühlbaren" Temperatur bei Wärmeaufnahme und -abgabe), Latentwärmespeicher (Änderung des Aggregatzustandes) und thermochemische Speicher (Speicherung durch wärmeaufnehmende und -abgebende Reaktionen). Eine optimale Energienutzung bei wasserbasierten Speichern ist mit Schichtenspeichern möglich. Eine Liste besonders energieeffizienter Wärmespeicher/Pufferspeicher wurde von C.A.R.M.E.N. im Rahmen des 10.000-Häuser-Programms veröffentlicht.

Wirkleistung ist die elektrische Leistung in einem Stromversorgungssystem, die für die Umwandlung in eine andere Leistung, z. B. mechanische, thermische oder chemische Leistung genutzt werden kann.

Eine Wärmepumpe nimmt Umgebungswärme aus Luft, Wasser oder Erdreich auf und hebt das Temperaturniveau der Wärme durch zusätzlichen Einsatz von Energie, meist mechanische Energie (Kompressor), auf ein Niveau, das beispielsweise für die Beheizung eines Wohngebäudes oder die Bereitung von Warmwasser ausreichend ist. Das Verhältnis aus nutzbarer Wärme und Antriebsenergie wird mit der Arbeitszahl beschrieben. Je höher die Arbeitszahl ausfällt, desto effizienter arbeitet die Wärmpumpe. Eine geringe Differenz zwischen Wärmequellentemperatur und Nutzungstemperatur ist Voraussetzung für eine hohe Effizienz. Bei optimalen Rahmenbedingungen sind Jahresarbeitszahlen von über 5 möglich.

Eine Windenergieanlage (WEA), häufig auch Windkraftanlage (WKA) genannt, nutzt die Kraft des Windes, um Rotoren in Bewegung zu setzen. Die Drehbewegung wird auf einen Generator übertragen, welcher die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Anlagen mit einer Gesamthöhe von mehr als 50 m bedürfen einer immissionsschutzrechtlichen Genehmigung.

Ein Wärmedämmverbundsystem (WDVS) ist eine mehrschichtige Konstruktion zur Dämmung von Gebäudeaußenwänden. Der Aufbau eines WDVS besteht – von außen nach innen – in der Regel aus einer Außenputzschicht, einer Wärmedämmschicht sowie einer Befestigung. Ein WDVS kann auf Mauerwerk, Beton oder Holz angebracht werden. Häufig verwendete Dämmmaterialien sind expandiertes Polystyrol (EPS), extrudiertes Polystyrol (XPS), Holzweichfaser, Mineralwolle und Polyurethan-Hartschaum.

Das Wind-an-Land-Gesetz beinhaltet eine Reihe von Gesetzesänderungen mit dem Ziel, den Ausbau von Windenergieanlagen an Land zu beschleunigen. Darin enthalten sind das neue Windenergieflächenbedarfsgesetz (WindBG) sowie Änderungen im BauGB, ROG und EEG.

Das Windenergieflächenbedarfsgesetz ist Teil des Wind-an-Land-Gesetzes (WaLG). Es gibt den Ländern verbindliche Flächenziele für den Ausbau der Windenergie vor.

Man spricht von der Modernisierung von Wasserkraftanlagen, wenn die Ausbauleistung oder die Jahresarbeit bei einer sich im Betrieb befindlichen Wasserkraftanlage gesteigert wird, ohne dass sich Auswirkungen auf die Wasserstands- und Abflussverhältnisse ergeben. Solche Modernisierungen können ohne wasserrechtliches Genehmigungsverfahren erfolgen.

Der Bayerische Windatlas ist eine Planungs- und Orientierungshilfe für Kommunen, regionale Planungsverbände, Bürger, Energieversorgungsunternehmen und Investoren. Verschiedene Karten zeigen unter anderem die durchschnittliche Windgeschwindigkeit in 10 Metern, 100 Metern, 120 Metern, 140 Metern, 160 Metern, 180 Metern und 200 Metern Höhe über Grund. Der Bayerische Windatlas liefert mit seinen detaillierten Energieertragskarten einen regionalen Überblick über die Chancen der Windenergienutzung.

Wasserstoff ist ein chemisches Element und ein Energieträger. Er ist das kleinste und leichteste Element und kommt in seiner Reinform als H₂-Molekül vor. Energie kann in Form von Wasserstoff gespeichert und bedarfsgerecht genutzt werden. Dem Energieträger wird eine große Bedeutung für das Gelingen der Energiewende beigemessen.

Die Wärmegestehungskosten geben die Summe der Kosten an, welche bei der Erzeugung einer Wärmeeinheit (z. B. 1 kWh) für den Betreiber der Anlage entstehen. Sie umfassen kapitalgebundene, betriebsgebundene, bedarfsgebundene (u. a. Brennstoffkosten) und sonstige Kosten.

In allen sieben Regierungsbezirken sind Windkümmerer® aktiv, die von der Landesagentur für Energie und Klimaschutz (LENK) koordiniert und vom Freistaat Bayern finanziert werden. Kommunen können sich um eine Unterstützung durch einen Windkümmerer® bewerben, welcher dann bedarfsgerecht bei den verschiedenen Schritten hin zur Realisierung eines Windprojekts begleitet.

Die Wärmebelegungsdichte ist ein wichtiger Kennwert zur Identifizierung von potenziellen Nahwärmeversorgungsgebieten bzw. zur Beurteilung der Sinnhaftigkeit von Nahwärmenetzen. Sie gibt an, wie viel Wärme pro Meter verbauter Wärmetrasse und Jahr voraussichtlich abgenommen wird. 1,5 MWh pro Meter Trasse gelten dabei als Anhaltswert, ab der die Errichtung eines Wärmenetzes prinzipiell in Frage kommt. Je höher die Wärmebelegungsdichte ist, desto geringer sind die prozentualen Wärmeverluste im Wärmenetz sowie die spezifischen Kosten der Wärmelieferung.

Wechselstrom ist elektrischer Strom, der seine Polung (Richtung) regelmäßig ändert. Die elektrische Energieversorgung erfolgt weltweit i. d. R. mit sinusförmigem Wechselstrom (in Deutschland mit einer Frequenz von 50 Hertz), da dieser einfach erzeugt und transformiert werden kann. Üblicherweise kommen Dreiphasenwechselstrom-Systeme (Drehstromsysteme) zur verlustarmen Fernübertragung mit hochgespanntem Wechselstrom zum Einsatz. Im Haushaltsbereich ist der Einphasenwechselstrom üblich. Bei der Energieübertragung mit Wechselstrom ist sowohl eine Betrachtung der Wirkleistung als auch der Blindleistung erforderlich.

Zur Kategorisierung von Wasserstoff als Energieträger erfolgt eine Einteilung in verschiedene Farben. Grüner Wasserstoff bezeichnet unter Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien durch Elektrolyse von Wasser erzeugten Wasserstoff. Grauer Wasserstoff wird aus fossilen Rohstoffen gewonnen, wobei CO₂ freigesetzt wird. Wird das entstehende CO₂ allerdings abgetrennt und anschließend gespeichert oder genutzt, so ist von blauem Wasserstoff die Rede. Von türkisen Wasserstoff spricht man, wenn bei der Erzeugung aus Methan durch die sog. Methanpyrolyse fester Kohlenstoff und reiner Wasserstoff entstehen. Orangener Wasserstoff wird aus Biomasse oder unter Verwendung von Elektrolyse-Strom aus Biogasanlagen bzw. Anlagen der Abfallwirtschaft (etwa Müllverbrennungsanlagen) erzeugt.