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Energieverlust

Der Energieerhaltungssatz besagt, dass Energie nicht einfach verschwinden kann. Trotzdem kann es Energieverluste in dem Sinne geben, dass Energie entweder in einer ungewünschten Richtung entweicht, oder dass sie auf unerwünschte Weise in eine andere, nicht nutzbare Energieform umgewandelt wird. Beispiele hierfür:

• Ein Gebäude, in welchem eine höhere Temperatur herrscht als außen, verliert ständig Wärme nach außen: einerseits durch Wärmeleitung (→ Transmissionswärmeverluste) und andererseits durch Luftaustausch (→ Lüftungsverluste). Das Gebäude ist eben kein geschlossenes System, und es erfolgt ein meist unerwünschter Wärmefluss nach außen. Dieser kann allenfalls durch Wärmedämmung oder durch eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung stark reduziert werden.
• In einem Elektromotor führt der Stromfluss durch die in ihm enthaltenen Leiter zu deren Erwärmung aufgrund eines elektrischen Widerstands (außer wenn die Leiter supraleitend sind). Die so und auf andere Weisen (z. B. mechanische Reibung) entstehende Wärme ist meistens nicht nutzbar. Sie bedeutet dann einen Energieverlust, da die Energieerhaltung erfordert, dass die erhaltene Antriebsenergie um solche Verluste geringer ist als die eingesetzte elektrische Energie.
• Ähnliches gilt für Stromnetze: Die Energiemenge, die in den Leitungen als Wärme entsteht, geht an elektrischer Energie verloren.

Man beachte, dass verlorene Energie nicht mehr nutzbarer Energie entspricht. Die Definition von Energieverlusten kann also im Einzelfall davon abhängen, welche Nutzungen noch möglich sind. Beispielsweise ist Wärme, die Geräte in einem Gebäude abgeben, dort effektiv noch als Heizwärme nutzbar, vermindert also den Energiebedarf einer Heizungsanlage (wobei diese die Heizwärme allerdings oft effizienter herstellen würde). In einem mit einer Klimaanlage gekühlten Gebäude dagegen erhöht verlorene Wärme sogar noch den Energieaufwand für die Klimaanlage, so dass der effektive Energieverlust sogar höher ist als die entstandene Wärmemenge.

Wenn mechanische oder elektrische Energie (reine Exergie) verloren geht, dann meistens durch sogenannte dissipative Prozesse, bei denen Wärme entsteht. Da dies eine Entropiezunahme bedeutet, sind solche Prozesse prinzipiell nicht umkehrbar (irreversibel). Dies gilt auch für den Prozess der Wärmeleitung, insbesondere wenn große Temperaturdifferenzen involviert sind. Allgemein führen dissipative Prozesse zu einem Verlust an Exergie, und ein solcher führt mittelbar in der Regel auch zu Energieverlusten.

Im Sinne einer hohen Energieeffizienz gilt es, Energieverluste nach Möglichkeit zu reduzieren. Hierzu gehört insbesondere, dass dissipative Prozesse so weit wie möglich vermieden werden.

Nützlich ist auch der Begriff der Energieentwertung, der den Vorteil hat, auch die Qualität der involvierten Energien zu berücksichtigen.

Siehe auch: Energie, Energieerhaltung, Energieeffizienz, Bereitschaftsverluste, Transmissionswärmeverlust, Lüftungsverluste, Verlustleistung, Dissipation, Energieentwertung