Alternative Energien

Möglichkeinen zur alternativen Energieerzeugung

Heutzutage wird der Energiebedarf durch die Ausbeutung nicht erneuerbarer Ressourcen (Kohle, Holz) gedeckt beziehungsweise durch die Erzeugung von Atomenergie. Bald werden diese Ressourcen allerdings nicht mehr vorhanden sein und es wird nach Alternativen gesucht werden müssen. Zu den bestehen alternativen Energieressourcen gehören die Solarenergie, die Windkraft und die Wasserkraft. In den folgenden Beispielen möchte ich einige davon näher erläutern wollen.

1. Die Photovoltaik

Photovoltaik ist besser bekannt unter dem Begriff der Sonnenenergie (Solar- energie). Die Sonne ist eine unerschöpfliche Energiequelle. Die Sonnenenergie setzt in Siliziumplatten Elektronen frei und man gewinnt dadurch elektrische Energie. Als Solarenergie bezeichnet man die durch Sonne erzeugte Energie. Die Intensität der Sonnenstrahlung, auch als Solarkonstante bezeichnet, beträgt an der Grenze der Atmosphäre 1,367 Kilowatt pro Quadratmeter. Durch Sonnen- kollektoren wird die Sonnenenergie in thermische Energie umgewandelt. Diese Nutzung der Sonnenenergie ist die am meisten verbreitetste.

Die Sonnenenergie ist eine regenerative Energie und wird in vielen Ländern genutzt und in Deutschland staatlich gefördert, wenn die getätigte Investition bei der Steuererklärung entsprechend angegeben und geltend gemacht wird. Solare Energie ist bei der Gewinnung total umweltneutral und zählt außerdem zu einer der größten alternativen Energiequellen.

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Vorteile:

		Sie ist unbegrenzt verfügbar.
		werden keine Treibhausgase (CO2) und Rußpartikel freigesetzt.
		Energieverluste werden reduziert.

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Nachteile:

		Keine konstante Energieversorgung, da tages- und jahreszeitenabhängig.
		Die Herstellung der Anlagen verbraucht Chemikalien und Wasser.

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1.1. Flachkollektoren

Hiermit wird Warmwasser gewonnen. In fast allen normalen Haushalten wird diese Energieform zur Warmwasserzubereitung genutzt.

 

1.2. Wärmepumpen

für die Warmwasserzubereitung und Raumheizung werden Wärmepumpen genutzt. Die Wärmepumpe nimmt Wärme aus der Luft, dem Wasser auf und pumpt diese auf eine höhere Temperatur.

 

1.3. Sonnenkraftwerken

Wie im oberen Teil schon erwähnt, wird die Sonne mit Sonnenkraftwerken in elektrischen Strom umgewandelt. Man unterscheidet, Sonnenfarmen, Solarzellenkraftwerke und Sonnenturmkraftwerke. Bei den Sonnenturmkraftwerken werden Spiegel zur Sonne gerichtet. Somit werden hohe Temperaturen erreicht. Sonnenfarmen sind beckenartige Kollektoren, die die Sonnenstrahlen aufnehmen. An diesen Sonnenfarmen befindet sich ein Rohr. In diesem wird Wasser erhitzt und es kommt zu einem Wärmeaustausch. Solarzellenkraftwerke nennt man auch photovoltaische Stromerzeugung. Wie oben schon erwähnt werden mit Hilfe von Siliziumplatten Elektronen frei und es kommt zur Energiegewinnung.

2. Die Windkraft

Wind ist eine gute und wichtige Energiequelle. Die Luft wird in Strom durch große Windräder umgewandelt. Der Wind bewegt die Rotorblätter. Diese treiben einen Generator an und Strom wird produziert. Die Windenergie ist eine indirekte Form der Sonnenenergie, dass heißt, dass durch die unterschiedliche und ungleichmäßige Einstrahlung der Sonne die Erdoberfläche auch verschiedenartig erwärmt wird. Ein Nachteil bei dieser alternativen Energie ist, dass die Speicher für diese Energie fehlen. Ebenfalls wird durch den Betrieb der Windräder ein erheblicher Lärm verursacht. Die Windenergie wird heute schon für die unterschiedlichsten Zwecke verwendet (zum Antrieb von Segelschiffen; für das

Windsurfen; für Ballons). Zur Stromerzeugung werden Windenergieanlagen genutzt. Da der Wind nicht immer gleichmäßig ist, kann diese Energieart nur mit anderen Energiequellen genutzt werden. Um diese Schwankungen auszugleichen benutzt man Pumpspeicherwerke, Druckluftspeicherwerke und Schwungradspeicher. Mit Hilfe dieser Anlagetechniken kann die Luftmasse in kinetische Energie umgewandelt werden. Man unterscheidet die Kraftwerke nach der Rotorachsenstellung, ob diese vertikal oder horizontal ist. Weiterhin nach der Anzahl der Rotorblätter und die Art des Generators. Bis zu den jetzigen Erforschungen ist man sich einig, dass horizontale Rotorachsen die am besten geeigneten sind. Rotoren wandeln die Windenergie in mechanische Drehbewegungen um. In Windkraftanlagen unterscheidet man asynchrone und synchrone. In diesen unterscheidet sich die Gleichstromzufuhr.

3. Die Wasserkraft

 

Das Wasser wird durch Tribunen in elektrische Energie umgewandelt. Am Besten lässt sich diese Art der Energiegewinnung an schnell fließenden und wasserreichen Flüssen anwenden. Man unterscheidet verschiedene Turbinenarten: Die Kaplanturbine dreht sich ähnlich wie ein Laufrad einer Schiffsschraube. In einer Fallhöhe von 10 bis 70 Meter kann diese Turbine im Wasserstrom genutzt werden. Die Francistriurbine funktioniert ähnlich wie die Kaplanturbine. Die Fallhöhe befindet sich allerdings bei 50 bis 800 Metern und kann somit größere Wassermengen umwandeln. Mit einem Gezeitenkraftwerk wird die Ebbe und die Flut ausgenutzt. Diese Art der Wasserkraft wird ebenfalls mit Tribunen ermöglicht.

• Laufwasserkraftwerke benötigen hohe Investitionskosten. Sie können dafür aber lange genutzt werden ohne dass sie erneuert werden müssen. Wegen ihrer geringen Fallhöhe werden sie als Niederdruckanlagen bezeichnet. Die Laufwasserkraftwerke haben keine hohe Umweltbelastung und Schadstoffbelastungen treten nicht auf.
  
  
• Speicherkraftwerke sind vor allen Dingen an hochgelegenen Seen geeignet. Über Druckrohrleitungen werde den Turbinen das Wasser zugeführt. Das Wasser muss nicht sofort genutzt werden, wie es bei den Laufwasserkraftwerken der Fall ist. In den Speicherkraftwerken kann es sich in einem Becken sammeln. Bei höherem Elektrizitätsbedarf kann dieses Wasser dann verwendet werden.
  
  
• Pumpspeicherkraftwerke sind Kraftwerke mit denen Wasser in Speicherbecken gepumpt wird, die höher liegen. Mit Hilfe von elektrischen Pumpen wird bei geringem Stromverbrauch dieser Prozess vollbracht. Das Wasser stürzt daraufhin ins Tal und treibt dort Turbinen an, welche mit Generatoren verbunden sind. Die Kraftwerke müssen nicht immer genutzt werden, man kann sie nach Bedarf benutzen.
  
  
• Gezeitenkraftwerke, wie oben schon kurz angedeutet, produzieren Energie aus den Gezeiten der Ebbe und Flut. Der Nachteil dieser Kraftwerke ist, dass die Leistungsfähigkeit mit den Gezeiten verschoben ist und nur an wenigen Erdteilen die Voraussetzung dafür gegeben ist.
  
  
• Wellenkraftwerke dienen ebenfalls zur Stromerzeugung. Mit Hilfe von Wellen wird dieses Kraftwerk betrieben. Diese werden beispielsweise in eine Betonkammer gelenkt, wodurch die Luft zusammengepresst wird und somit die Turbine angetrieben wird. Die Bewegung der Welle kann auch zur Energienutzung genutzt werden.