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meteorologie (Subject) / Energiemeteorologie (Lesson)

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• Wo auf den globalen Festlandsflächen finden sich Regionen, in denen die Windenergienutzung ergiebig wäre? a Nördliches Südamerika, Zentralafrika, Indonesien b Horn von Afrika, Westsahara, Südspitze Südamerikas c Westküste USA, Mitteleuropa, Ostsibirien d Nordafrika, Australien, Alaska e Arabische Halbinsel, Indien b Horn von Afrika, Westsahara, Südspitze Südamerikas
• Wann erreicht die Windleistung in Mitteleuropa im Jahresverlauf ihr Minimum? a Winter (DJF) b Frühling (MAM) c Sommer (JJA) d Herbst (SON) e Im Jahresverlauf tritt keine ausgeprägtes Minimum der Windleistung auf c Sommer (JJA)Im Winter Maximal
• In der Nordhemisphäre wird das meteorologische Windpotenzial an besonders ergiebigen Festlandsstandorten großflächig eingeschränkt durch … a … Wälder b … Gebirge c … Wasserflächen d … Permafrostböden e … Moorböden d … Permafrostböden
• Warum werden exponierte Bergkuppen (Geländehöhe < 2000 m), an denen eine ausreichend hohe Windgeschwindigkeit herrscht, nicht als Standorte für Windenergieanlagen verwendet? a Die Luftdichte ist zu gering b Die Zugänglichkeit ist meist eingeschränkt c Die Strömungsverhältnisse sind oft zu turbulent d Die Anbindung an das Stromnetz ist zu teuer e Der Wartungsaufwand ist zu groß a Die Luftdichte ist zu gering
• Warum werden Windenergieanlagen nicht in abgelegenen Regionen installiert, in denen sie visuell und auditiv niemanden stören? a Die Investitions- und Betriebskosten inklusive dem Bau von Stromleitungen sind zu hoch b Der Wartungs- und Reparaturaufwand wird durch lange Wegezeiten zu hoch c Im Notfall kann nicht schnell genug repariert werden, die Stromversorgung könnte gefährdet seien d Es müssten zu viele neue Straßen gebaut werden, was den Landschaftsverbrauch in die Höhe treiben würde e Notfallkräfte wie Feuerwehr und andere Rettungsdienste hätten zu lange Anfahrtswege a Die Investitions- und Betriebskosten inklusive dem Bau von Stromleitungen sind zu hoch
• Was ist an vielen Untersuchungen zum Einfluss von Windenergieanlagen auf ihre Umwelt immer noch zu bemängeln? a Es wird zu wenig auf wirtschaftliche, politische, rechtliche und persönliche Interessen eingegangen b Es werden komplexe Antworten auf komplexe Fragen gesucht c Nicht wissenschaftlich, zu wenig belastbare Aussagen d Zu viel Erfahrungs- und Erlebnisberichtcharakter e Zu wissenschaftlich, alles in schwarz und weiß eingeteilt c Nicht wissenschaftlich, zu wenig belastbare Aussagen
• Worin besteht nicht nur ein für die Umsetzung von Windenergieprojekten, sondern auch ethisch schwerwiegender Zielkonflikt für die Projektierung von Windenergieprojekten? a Zwischen Nutzungseffizienz und Stromverbrauch b Zwischen Klimaschutz und Nutzungseffizienz c Zwischen Klimaschutz und Energieverbrauch d Zwischen Klimaschutz und Artenschutz e Zwischen Klimaschutz und Stromverbrauch c Zwischen Klimaschutz und Energieverbrauch
• Wovon ist das geographische Windpotenzial nicht abhängig? a Nutzbare Flächen b Windgeschwindigkeit in verschiedenen Höhen c Windrichtung d Leistungskurve von Windenergieanlagen e Hangneigung d Leistungskurve von Windenergieanlagen
• In welchen Bereich einer Leistungskurve kann man die absolut größten Leistungsgewinne durch eine Zunahme der Windgeschwindigkeit erwarten? a Unterhalb der Anlaufwindgeschwindigkeit b Zwischen Anlaufwindgeschwindigkeit und Nennwindgeschwindigkeit c Zwischen unteren Teil zwischen Nennwindgeschwindigkeit und Abschaltwindgeschwindigkeit d Im oberen Teil zwischen Nennwindgeschwindigkeit und Abschaltwindgeschwindigkeit e Im oberen Teil zwischen Anlaufwindgeschwindigkeit und Nennwindgeschwindigkeit b Zwischen Anlaufwindgeschwindigkeit und Nennwindgeschwindigkeit
• Was beschreibt der Kapazitätsfaktor? a Die Nennleistung einer Windenergieanlage b Die jährlichen Betriebsstunden einer Windenergieanlage c Den Quotienten aus realisierter Leistung und Nennleistung d Den Quotienten aus Nennleistung und realisierte Leistung e Den Quotienten aus realisierter Energie und Nennleistung d Den Quotienten aus Nennleistung und realisierte Leistung
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• Welche Staaten könnten jetzt schon ihren derzeitigen Stromverbrauch vieltausendfach durch die Nutzung von Windenergie decken? a Nordamerikanische Staaten b Mitteleuropäische Staaten c Afrikanische Staaten d Ostasiatische Staaten e Keiner der genannten Staaten c Afrikanische Staaten
• Was verwendet man bei der statistischen Modellierung des jährlichen Windenergieertrags? a Integral des Produkts aus Zeitreihen der Windgeschwindigkeit und Leistungskurve b Integral des Produkts aus Mittelwerte der Windgeschwindigkeit und Leistungskurve c Integral des Produkts aus Verteilungen von Windgeschwindigkeitswerten und Leistungskurve d Summe aus Verteilungen von Windgeschwindigkeitswerten und Leistungskurve e Summe aus Zeitreihen der Windgeschwindigkeit und Leistungskurve c Integral des Produkts aus Verteilungen von Windgeschwindigkeitswerten und Leistungskurve(Unsicher)
• An einem Waldstandort soll eine Windenergieanlage errichtet werden. Da die Windgeschwindigkeit für eine effiziente Nutzung der Windenergie eher gering ist, kommt der Wahl der Windenergieanlagendimensionen eine besondere Bedeutung zu. Welche Kombination von Windenergieanlagenbauteilen ist für den Standort am besten zur Erzielung eines hohen Kapazitätsfaktor geeignet? a Hoher Turm, lange Rotorblätter, großer Generator b Hoher Turm, kurze Rotorblätter, kleiner Generator c Niedriger Turm, kurze Rotorblätter, kleiner Generator d Niedriger Turm, kurze Rotorblätter, großer Generator e Hoher Turm, lange Rotorblätter, kleiner Generator b Hoher Turm, kurze Rotorblätter, kleiner Generator
• In welcher Entfernung nach einem Hindernis hat sich der Einfluss eines 16.5 m hohen Hindernisses auf die nutzbare Windenergie bis auf mindestens 10 % reduziert? a 16.5 m b 100 m c 165 m d 330 m e 1 650 m d 330 m
• Welche Komponente(n) der bodennahen Strömung dominiert die Windenergienutzung? a Mittlere Windgeschwindigkeit b Turbulenz c Wellen d 70-99 Perzentile e 10-20 Perzentile b Turbulenz
• Wie wirkt sich eine ausgeprägte vertikale Windvektorkomponente auf die Nutzbarkeit von Windenergie durch Turbinen mit einer Horizontalachse aus? a Nutzbarkeit steigt an b Nutzbarkeit steigt erst an, verringert sich aber nach einer kurzen Anpassungsphase des Rotors c Nutzbarkeit nimmt ab d Nutzbarkeit bleibt gleich, da die vertikale Windvektorkomponente wenig Einfluss auf die Windenergienutzung hat e Nutzbarkeit bleibt gleich, weil die Turbinenachse horizontal ausgerichtet ist e Nutzbarkeit bleibt gleich, weil die Turbinenachse horizontal ausgerichtet ist
• In welchem Fall darf die Gleichung für das vertikale Windprofil zur modellmäßigen Beschreibung des Vertikalprofils der Windgeschwindigkeit verwendet werden? a Es gibt keine Einschränkungen für die Anwendbarkeit b Stabil und bis an den Oberrand der Atmosphärischen Grenzschicht c Neutral und bis an den Oberrand der Atmosphärischen Grenzschicht d Neutral und bis an den Oberrand der bodennahen Atmosphäre e Stabil und bis an den Oberrand der bodennahen Atmosphäre c Neutral und bis an den Oberrand der Atmosphärischen Grenzschicht
• Welche Windrichtungssektoren ermöglichen die größten Windenergieerträge in Deutschland? a Nord, Nordost, Nordwest b Nord, Nordost, Ost c 45° bis 135° d 225° bis 315° e 135° bis 180° a Nord, Nordost, Nordwest
• Sie sollen den jährlichen Betrag der Sonnenenergie für einen Standort in Norddeutschland berechnen. Mit welcher Variable nimmt die Berechnung ihren Anfang? a Globalstrahlung b Direkte Sonnenstrahlung normal zum Standort in Norddeutschland c Solarkonstante d Exzentrizität e Deklination der Sonne a Globalstrahlung (Bottom up)c Solarkonstante (Top Down)
• Was beschreibt die Zeitgleichung? a Die Differenz zwischen der wahren Ortszeit und der mittleren Ortszeit b Die Differenz zwischen der Zonenzeit und der mittleren Ortszeit c Die Differenz zwischen der wahren Ortszeit und der Zonenzeit d Die Differenz zwischen der mittleren Ortszeit und der Zonenzeit e Die Differenz zwischen der Zonenzeit in zwei benachbarten Zeitzonen a Die Differenz zwischen der wahren Ortszeit und der mittleren Ortszeit
• Wie groß kann die Sonnenhöhe über Freiburg im Jahresverlauf maximal werden? a 10° b 81° c 66° d 23° e 48° c 66°
• In welchem Bereich tritt das Minimum der Sonnenhöhe über Freiburg im Jahresverlauf auf? a 10° b 20° c 30° d 40° e 50° b 20°
• Welchen Wert muss der Einfallswinkel auf eine zweiachsig nachgeführte Solaranlage annehmen damit die maximale Einstrahlung erreicht wird? a 0° b 10° c 30° d 45° e 90° e 90°
• Welchen Betrag kann die direkte Sonnenstrahlung, die auf eine horizontale Fläche trifft, in Freiburg im Laufe eines Jahres unter wolkenlosen Bedingungen ungefähr annehmen? a 200 W/m² b 350 W/m² c 500 W/m² d 700 W/m² e 1 000 W/m² c 500 W/m²
• Wann sind die größten Energiegewinne gegenüber einer horizontalen Fläche im Laufe eines Jahres zu erwarten, wenn die Solarenergie über eine geneigte Fläche genutzt wird, die nach Süden ausgerichtet ist? a Im Sommer b Im Herbst c Im Winter d Im Frühling e Es ergeben sich durch die Neigung keine signifikanten Energiegewinne a Im Sommer
• Wann sind die größten Energiegewinne gegenüber einer horizontalen Fläche im Laufe eines Jahres zu erwarten, wenn die Solarenergie über eine geneigte Fläche genutzt wird, die nach Norden ausgerichtet ist? a Im Sommer b Im Herbst c Im Winter d Im Frühling e Es ergeben sich durch die Neigung keine signifikanten Energiegewinne e Es ergeben sich durch die Neigung keine signifikanten Energiegewinne
• Wie hoch ist der Betrag der jährlichen Globalbestrahlung in Freiburg auf eine horizontale Fläche unter der Annahme der langjährigen mittleren Bewölkung von 6/8 ungefähr? a 900 kWh/m² b 500 kWh /m² c 1 100 kWh /m² d 1 500 kWh /m² e 2 100 kWh /m² c 1 100 kWh /m²
• Die installierte Leistung Erneuerbarer Energien in Deutschland betrug Ende 2017 ungefähr 112 GW. Wie viel Energie könnte damit potenziell maximal in einem Jahr genutzt werden? a 414 GWh b 1 120 GWh c 29 200 GWh d 981 12 GWh e 981 120 GWh e 981 120 GWh
• Was können statistische Modelle zur Simulation des jährlichen Windenergieertrags nicht leisten? a Die statistische Modellierung ist sehr präzise b Die statistische Modellierung ist sehr realitätsnah, da nur Verteilungen der Windgeschwindigkeit verwendet werden c Die statistische Modellierung kann Zeitreihen erzeugen d Die statistische Modellierung kann empirische Verteilung reproduzieren e Die statistische Modellierung gibt Aufschluss über deterministische Komponenten eines Windregimes b Die statistische Modellierung ist sehr realitätsnah, da nur Verteilungen der Windgeschwindigkeit verwendet werden
• Wie kann man Windgeschwindigkeitsdaten sinnvoll graphisch darstellen, damit Informationen über die Verteilung der Daten, die bei der reinen Betrachtung des Mittelwerts verloren geht, zur Verbesserung der Einschätzung des meteorologischen Windpotenzials beiträgt? a Liniendiagramm b Balkendiagramm c Histogramm d Netzdiagramm e Säulendiagramm c Histogramm
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• Was sind wichtige Prädiktoren für die statistische Modellierung der bodennahen Windgeschwindigkeit? a Corioliskraft, Zentrifugalkraft b Bodennaher Luftdruck, bodennahe Lufttemperatur c Luftdichte, Luftdruck d Oberflächenrauigkeit, Relief e Turbulenz, Wellen, Mittelwert a Corioliskraft, Zentrifugalkraft
• Was ist die Ausgangsgröße von Top-Down-Modellen, die für die Simulation der kinetischen Energie in der Atmosphäre verwendet wird? a Extraterrestrische Strahlung b Windgeschwindigkeitsmessungen an der Erdoberfläche c Die nutzbare Windleistung d Globaler Mittelwert der Lufttemperatur (Klimawandel) e Solarkonstante a Extraterrestrische Strahlung
• Wie lange dauert es im Lee von großen Offshore-Windparks (Rauigkeitslänge ist 0.001) es mindestens bis sich die Windgeschwindigkeit wieder dem Wert angenähert hat, den die im Luv ungestörte Windgeschwindigkeit aufwies? a 100 m b 1 000 m c 5 000 m d 10 000 m e 15 000 m e 15 000 m
• Wie nennt den Betrag der Leistung, den ein solarthermisches Kraftwerk mit Speicher den ganzen Tag bereitstellen kann? a Tagesleistung b Grundleistung c Gesicherte Leistung d Maximale Leistung e Grundlast e Grundlast
• Wie funktioniert eine Dish-Stirling-Anlage? a Solarenergie ersetzt fossile Treibstoffe wie Benzin oder Diesel im Verbrennungsmotor der Anlage b Solarenergie induziert den inneren Photoeffekt c Solarenergie erwärmt Wasser, der dabei entstehende Dampf treibt eine Turbine an d Solarenergie erwärmt Helium, das zwischen zwei Kammern pendelt und dabei seine Temperatur wechselt, sein Volumen ändert und dabei einen Kolben antriebt e Solarenergie erwärmt eine Heatpipe, in der Thermoöl verdunstet und über einen Wärmetauscher an einen Wärmekreislauf abgegeben wird d Solarenergie erwärmt Helium, das zwischen zwei Kammern pendelt und dabei seine Temperatur wechselt, sein Volumen ändert und dabei einen Kolben antriebt
• Was sind Heliostaten? a Messwertgeber für Globalstrahlung b Einachsig nachgeführte Spiegel als Teil eines Solarturmkraftwerks c Zweiachsig nachgeführte Spiegel als Teil eines Solarturmkraftwerks d Zweiachsig nachgeführte Spiegel als Teil eines Photovoltaikkraftwerks e Absorberfelder als Teil eines Solarturmkraftwerks c Zweiachsig nachgeführte Spiegel als Teil eines Solarturmkraftwerks
• In welchem Bereich liegt gegenwärtig der Gesamtwirkungsgrad eines Heliostatenfeldes maximal? a 55 % b 65 % c 75 % d 80 % e 98 % d 80 %55% minimal
• Wie hoch ist der Wirkungsgrad einer Solarzelle aus reinem Silizium? a 0.05 b 0.07 c 0.16 d 0.11 e 0.34 c 0.16
• Welcher Prozess wird bei der Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie in der Photovoltaik ausgenutzt? a Äußerer Photoeffekt b Innerer Photoeffekt c Hallwachs-Effekt d Dember-Effekt e Boltzmann-Effekt b Innerer Photoeffekt
• Was ist die verbotene Zone? a Die Zone zwischen Atomkern und erstem Elektronenband b Die Zone, in der sich das Valenzband befindet c Die Zone zwischen Valenz- und Leitungsband d Die Zone zwischen zwei Valenzbändern e Die Zone, die im Silizium nicht von Sonnenstrahlung erreicht wird c Die Zone zwischen Valenz- und Leitungsband
• Bei welchen Materialien ist der Bandabstand zwischen Valenz- und Leitungsband am geringsten? a Leitern b Halbleitern c Isolatoren d Festkörpern e Fluiden a Leitern
• Was versteht man unter der Eigenleitung von Silizium? a In Silizium wird immer eine geringe Menge elektrischer Strom geleitet b In Silizium wird durch Energiezufuhr eine geringe Menge elektrischer Strom geleitet c Werden Solarzellen aus Silizium ans öffentliche Stromnetz angeschlossen, kann Strom durchgeleitet werden d Werden Solarzellen aus Silizium an einen Verbraucher angeschlossen, tritt Eigenleitung ein e Wird Silizium mit Bor und Phosphor dotiert, tritt Eigenleitung auf a In Silizium wird immer eine geringe Menge elektrischer Strom geleitet
• Was ist die intrinsische Trägerdichte von Silizium? a Produkt aus Elektronen- und Löcherdichte b Summe aus Elektronen- und Löcherdichte c Summe freier Elektronen im Silizium d Produkt aus Beweglichkeit von Elektronen und Löchern e Anzahl von Elektronen pro Volumen a Produkt aus Elektronen- und Löcherdichte
• Von welcher/n Variable/n ist die intrinsische Trägerdichte von Silizium abhängig? a Sonnenstrahlung b Temperatur c Strahlungstemperatur d Dotierung von Silizium mit Bor und Phosphor e Provenienz des Siliziums b Temperatur
• Was bezeichnet man als Störstellenleitung des Siliziums? a Eigenleitung von elektrischem Strom als Folge der Dotierung von Silizium mit Bor und Phosphor b Leitung von elektrischem Strom als Folge der Dotierung von Silizium mit Bor und Phosphor c Reduzierte Leitung von Strom während Phasen dichter Bewölkung d Unterbrechung der Leitung von Strom in kaputten Solarzellen e Limitierung des Wirkungsgrads von Silizium durch einen gestörten Elektronenfluss auf unter 10 % b Leitung von elektrischem Strom als Folge der Dotierung von Silizium mit Bor und Phosphor
• Wie ist die elektrische Leitfähigkeit definiert? a Als Produkt aus intrinsischer Leitfähigkeit und Summe aus Elektronen- und Löcherzahl b Als Summe aus intrinsischer Leitfähigkeit und Summe aus Elektronen- und Löcherbeweglichkeit c Als Quotient aus Eigenleitung und intrinsischer Leitfähigkeit d Als Produkt aus intrinsischer Wärmeleitfähigkeit und der Summe aus Elektronen- und Löcherbeweglichkeit e Als Produkt aus intrinsischer Leitfähigkeit und der Summe aus Elektronen- und Löcherbeweglichkeit e Als Produkt aus intrinsischer Leitfähigkeit und der Summe aus Elektronen- und Löcherbeweglichkeit

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