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Kurs:Mathematische Modellbildung/Themen/Erneuerbare Energien/Implementation Sek I

Aus Wikiversity

Darstellung

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Stromverbrauch

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  • Die Daten wurden in Excel eingetragen und aufbereitet (Umrechnung in kWh)
  • Mithilfe des Befehls =SUMME(C2:L2) wurde der Gesamtverbrauch pro Stunde bestimmt
  • Zur Erstellung des Liniendiagramms wurde die Spalte A und Spalte B ausgewählt
  • Mithilfe der Diagrammfunktion wurde ein zu den Daten passendes Liniendiagramm erzeugt

Stromverbrauch - Tabelle

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Stromverbrauch - Diagramm

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Erläuterung

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  • Erkennbar sind drei deutliche Piks
    • Am Morgen(8 Uhr) trägt die Dusche (warmes Wasser) den größten Beitrag zum Stromverbrauch
    • Am Mittag (12 Uhr) sorgen Herd und Durchlauferhitzer (warmes Wasser) für einen hohen Stromverbrauch
    • Am Abend (18 Uhr) sorgt wieder der Herd und der Durchlauferhitzer (warmes Wasser) für einen hohe Stromnutzung
  • Die oben genannten Geräte wurden nur für eine relative kurze Zeit benutzt, jedoch besitzen diese eine sehr hohe Leistung in Watt.

Stromproduktion

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  • Die Daten konnten von der Quelle direkt übernommen werden
  • Der Gesamtstrom pro Haushalt für 1 Uhr ergibt sich durch:
    • SUMME(B2:F2)/40,545*106
    • Durch 'Herunterziehen' der Formel erhält man den Gesamtstrom bzgl. der restlichen Uhrzeiten

Stromproduktion - Tabelle

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Stromproduktion - Diagramm

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Erläuterung

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  • Bis 12 Uhr ist ein Anstieg des erzeugten Stroms erkennbar
  • Bei 12 Uhr befindet sich ein lokaler Hochpunkt
    • Dies ist auf den durch Photovoltaik erzeugten Strom zurückzuführen
  • Bis 18 Uhr ist ein Abfallen des erzeugten Stroms sichtbar
  • Ab 18 Uhr steigt der Anteil des durch erneuerbaren Energien produzierten Stroms
    • Den wesentlichen Anteil hierbei liefern Windkrafträder
  • Der letzte Datenpunkt bezieht sich wahrscheinlich auf den vorherigen Tag

Gemeinsame Darstellung

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  • Daten aus der Mappe "Stromverbrauch" wurden ausgewählt und als erster Datensatz festgelegt
  • Daten aus der Mappe "Stromproduktion" wurden ausgewählt und als zweiter Datensatz festgelegt
Stromverbrauch (orange) und Stromprodukion durch erneuerbare Energien (blau)
Stromverbrauch (orange) und Stromprodukion durch erneuerbare Energien (blau)

Erläuterung

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  • Bzgl. der Piks (Stromverbrauch) erkennt man ein sehr großes Defizit bzgl. der Stromversorgung
  • Dieser Trend setzt sich insgesamt fort
    • Bis auf die Zeiträume von 1 Uhr bis 7 Uhr und 20 Uhr bis 24 Uhr.
  • Am 29.11.2021 wäre eine Stromversorgung allein durch erneuerbare Energien zwischen 7 Uhr und 15:30 Uhr sowie 17 Uhr und 19:30 Uhr nicht möglich
    • Es wird Strom aus konventionellen Quellen benötigt
  • Am Morgen von 0 Uhr bis 7 Uhr, sowie am Abend von 20 Uhr bis 24 Uhr wäre eine Versorgung mit Strom durch erneuerbare Energien möglich gewesen

Flächenberechnung

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  • Die Flächenberechnung wurde in GeoGebra durchgeführt
    • Die Datenpunkte wurde in der Tabellenkalkulation in GeoGebra angelegt
    • Die Daten wurden ausgewählt und es wurde ein Polygonzug erstellt (Graph)
    • Mithilfe des Tools n-Eck wurde 23 Trapeze erstellt
    • Die Fläche dieser Trapeze wurde von GeoGebra automatisch berechnet
    • Mit dem Summe konnten die einzelnen Flächeninhalte aufsummiert werden (ähnlich zu Excel)

Flächenzerlegung: Stromverbrauch

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Flächenzerlegung: Stromproduktion

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Flächenberechnung: Stromverbrauch

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Flächenberechnung: Stromproduktion

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Erläuterung

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  • Für die Fläche unter dem Liniendiagramm bzgl. des Stromverbrauchs ergibt sich ein Flächeninhalt von 22,75 kWh
  • Für die Fläche unter dem Liniendiagramm bzgl. der Stromproduktion ergibt sich ein Flächeninhalt von 10,02 kWh
  • Bildet man die Differenz, so erhält man ein Defizit im Blick auf die Stromversorgung von 12,73 kWh.
  • Die Stromproduktion entspricht demnach ca. 44,04% des Stromverbrauchs
  • Dieser Strom müsste aus anderen Quellen (konventionelle Kraftwerke, Stromimport,...) zur Verfügung gestellt werden

Seiteninformation

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Diese Lernresource können Sie als Wiki2Reveal-Foliensatz darstellen.

Wiki2Reveal

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Dieser Wiki2Reveal Foliensatz wurde für den Lerneinheit Kurs:Mathematische Modellbildung' erstellt der Link für die Wiki2Reveal-Folien wurde mit dem Wiki2Reveal-Linkgenerator erstellt.