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Das Stromsystem der Zukunft ist erneuerbar. In Deutschland wird auf die weitere Nutzung der Kernenergie nach dem Jahr 2022 verzichtet und auch ein Ausstieg aus der Stromerzeugung mit Kohle ist beschlossen. Durch die dezentralen erneuerbaren Energien ist die gesamte Elektrizitätswirtschaft im Umbruch. Der Wandel der Elektrizitätswirtschaft erfordert interdisziplinäre Betrachtungen, bei denen technische, politische, rechtliche und ökonomische Aspekte berücksichtigt werden. Dieses Buch vermittelt die erforderlichen Grundlagen, um in der Elektrizitätswirtschaft operativ und strategisch tätig zu werden und die nächste Stufe der Energiewende zu begleiten: War es in den letzten Jahrzehnten die Aufgabe, fluktuierende Einspeisungen aus erneuerbaren Energien in ein bestehendes Stromsystem zu integrieren, stellt sich nun in einem zweiten Schritt die Frage, wie Stromsysteme mit sehr hohen Anteilen erneuerbarer Energien ausgestaltet werden können. Die komplexen Zusammenhänge der Strommärkte werden verständlich dargestellt. Ganz bewusst wird auf eine mathematische Darstellung der Probleme weitestgehend verzichtet. Anhand einer Vielzahl konkreter Beispiele und Abbildungen wird anschaulich gezeigt, wie Stromsysteme mit sehr hohen Anteilen erneuerbarer Energien – bis zu 100 % – funktionieren können.
Ist die Energiewende steckengeblieben, ist sie womöglich gescheitert? Haben Regulierung und Politik den Wandel zum nachhaltigen Umgang mit Energie ausgebremst? Verschläft die Wirtschaft die Wende? Nein, ganz und gar nicht. Während vielen die Energiewende nicht schnell genug vorankommt, befinden wir uns mitten im Wandel unseres Energiesystems, auf der Schwelle in eine neue Energiegesellschaft. Und wir sind schon viel weiter, als manche denken.
Dieses Buch zeigt auf, dass die Energiewende nur Teil eines größeren Wandlungsprozesses ist. Ein Wandel im Umgang mit Energie, ihrer Gewinnung und ihres Wertes. Sie ist Teil der laufenden vierten industriellen Revolution und viel mehr als nur der Umstieg auf regenerative Energien. Dieser Wandel vollzieht sich quer durch alle Bereiche der Wirtschaft und der Gesellschaft, baut die Energiewirtschaft um, verändert die Mobilität und initiiert dezentrale Lösungen in Unternehmen und in unseren Städten und Gemeinden.
Dieser Wandel wird wissenschaftlich fundiert, durch Recherchen und Gespräche mit Experten aus den verschiedensten Blickwinkeln analysiert und bewertet. Teil für Teil entsteht so ein Bild der neuen Energiewelt. Der Weg der fossilen Energien geht zu Ende, und ein neues, ein anderes Energiesystem entsteht.
Das Buch beschreibt, welches die Stellschrauben des Wandels sind, welche Rolle Wasserstoff spielen kann, welche gesellschaftlichen Veränderungen anstehen und wie neue internationale Energiepartnerschaften entstehen können. Es richtet sich an alle, die sich am Umbau des Energiesystems beteiligen wollen. Es hilft Unternehmen und Organisationen den Wandel zu verstehen und ihre Rolle darin zu entwickeln und kann auch der Politik Hinweise zur Umsetzung der Energiewende geben, Hinweise zur Gestaltung des Wandels in eine neue Energiegesellschaft.
Dieses Arbeitsbuch enthält zahlreiche Aufgaben großer thematischer Breite und unterschiedlicher Schwierigkeitsgrade – einschließlich vollständiger und ausführlicher Lösungen.
Das Buch greift als optimale Ergänzung zum Lehrbuch Lineare Algebra im algebraischen Kontext mit derselben Kapitelstruktur die dort genannten Aufgaben auf. Darüber hinaus ergänzt es weitere Übungen – zur Vertiefung oder um in neue Themen einzuführen. Es ist aber auch völlig unabhängig vom Lehrbuch nutzbar.
Neben Aufgaben zu linearen Gleichungssystemen, deren Lösungsverfahren und -theorie, Matrizenrechnung und Determinanten finden sich auch Übungen zur Eigenwerttheorie, Matrixdiagonalisierung und -trigonalisierung, zu Vektorräumen und Homomorphismen sowie zu Bilinearformen. Darüber hinaus wird mit Aufgaben zu Markov-Ketten und linearen Differenzialgleichungssystemen die Anwendung der linearen Algebra auf andere Bereiche der Mathematik angesprochen. Ein separates Kapitel mit Minitests dient der schnellen Überprüfung des eigenen Wissens zu besonders zentralen Themen.
Viele Aufgaben lassen sich ohne weitere Hilfsmittel lösen, während andere, vor allem praxisorientierte Problemstellungen, den Einsatz mathematischer Software nahelegen. Daher wird bei diesen Aufgaben der Lösungsweg durch den Einsatz von MATLAB® ergänzt.