THEMA: Regenerative Energieträger (Primärenergieträger)

1. Sonnenenergie

2.Windenergie

3.Wasserkraft

4. Energieträger Holz

5. Kernenergie

Wir werden unseren Schwerpunkt in diesem Referat auf das Gebiet der Regenerative Energieträger setzen!!!

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1) SONNENENERGIE

http://www.bauen.com/themen/heizen/he_0013/energie3.htm

Die Nutzung der solaren Strahlungsenergie kann durch Absorption (thermische Nutzung in Sonnenkollektoren oder durch passive Systeme wie Wintergarten) oder den inneren photoelektronischen Effekt ( Umwandlung in elektrische Energie in Solarzellen- Photovoltaik) erfolgen.

Was bedeutet Solarthermie?

Die Strahlung der Sonne wandelt sich beim Auftreten auf eine Fläche in langwellige Wärmestrahlung um. Ein Teil davon wird reflektiert- bei schwarzer Fläche weniger, bei weißer mehr. Glas lässt die kurzwellige Strahlung der Sonne durch, hält aber die langwellige Wärmestrahlung zurück. So kann diese Wärme für unsere Zwecke zurückgehalten werden . Jedes Gewächshaus, auch jedes Fenster, funktioniert so. Nun ist dieses Funktionsprinzip viel weiter entwickelt worden- in Form von Solarkollektoren. Diese ermöglichen es, auch in unseren Breiten, selbst in der kälteren Jahreszeit, Wärmeenergie zu gewinnen. verbreitet ist die Solarthermie vor allem zur Warmwassergewinnung zunehmend zur Heizungsunterstützung und in Spezialfällen z.B. zur Prozesswärmegewinnung. Bei einer Kollektorfläche von 1.5m2 kann der jährliche Warmwasserbedarf eines Ein-Personen- Haushaltes zu 50- 60% gedeckt werden. Die andere Hälfte muss dann über eine konventionelle Zusatzheizung zugebracht werden

PHOTOVOLTAIK Bei der Umwandlung der Strahlungsenergie in elektrische Energie treten Verluste auf . Insgesamt liegt der Nutzungsgrad einer Photovoltaik bei etwa 10%. Bei einer Strahlungsleistung von 1.000W/m2 erbringt eine Solarzellenfläche von 1m2 eine elektrische Leitung von etwa 100Watt. Zur Bereitstellung einer elektrischen Leistung von 1kW werden demnach 10m2 Solarzellenfläche benötigt (z.T. werden 1000W ( 10 Betriebsstunden = 1kWh) durch Elektroheizkörper verbraucht).

2) WINDENERGIE

Windenergie ist eine indirekte Form der Sonnenenergie. Durch die unterschiedliche Erwärmung der Erdoberfläche entstehen in der Atmosphäre Hoch -und Tiefdruckgebiete. Der Druckausgleich erfolgt über Luftströmungen,die von der Rotation der Erde und der Beschaffenheit der Erdoberfläche beeinflusst werden.Wind ist eine Bewegung von Luftmassen und damit Träger kinetischer Energie.Erst ab Windgeschwindigkeiten in Jahresmittel von 4m pro sec..Ist die Nutzung von Windenergie zur Elektrizitätserzeugung sinnfoll.

Der Einsatz von Windkraftanlagenlohnt sich also vor allem in Küstennähe und in den Hochlagen von Gebirgen,da dort hohe Windgeschwindigkeiten im Jahresmittel auftreten.Windkraftanlagen werden entweder zur direkten mechanischen Energienutzung, meist aber zur Stromerzeugung eingesetzt.

Hier einige Nutzungsmöglichkeiten:

-kleine Windmühlen zur unabhängigen Versorgung von Einzelanlagen oder alleinstehenden Häusern zusammen mit einem Batteriespeicher.

-Windkraftanlagen zur Versorgung kleiner Inselnetze meist in Kombination mit einem Batteriespeicher.

-Windkraftanlagen zur Stromeinspeisung in große Verbundnetze.

Obwohl Windkraftanlagen Strom völlig emissionsfrei erzeugen, ist die Errichtung einer solchen Anlage nicht ganz ohne Auswirkung auf die Umwelt. Dabei spielen die Beeinträchtigungen des Landschaftsbildes, Geräuschabstrahlung und Auswirkungen auf Insekten und Vögel eine große Rolle. Deshalb sollten Windkraftanlagen in landschaftlich sensiblen Gebieten mit besonderer Sorgfalt an die Landschaft angepasst geplant werden.

3) WASSERKRAFT

Die Wasserkraft gehört zu den ältesten Energiequellen der Menschheit. Jahundertelang wurde sie als mechanische Energie zum Betrieb von Mühlen, Hammerwerken und ähnlichen Anlagen benutzt. Heute wird die Kraft der Flüsse hauptsächlich zur Stromerzeugung verwendet. Die Energieumwandlung geschieht ohne Schadstoff- Freisetzung, ohne Wärmeabgabe an die Umgebung und mit einem sehr hohen Wirkungsgrad.

Funktionsprinzip:

Jede Wasserkraftanlage nutzt das Gefälle eins Flusses. Dem natürlichen Flussbett wird Wasser entnommen und über Rohrleitungen oder Kanäle einer Turbine zugeführt. So lässt sich die vorhandene potentielle Energie zur Elektrizitätserzeugung nutzen.

Verschiedene Arten von Wasserkraftwerken:

° Laufwasserkraftwerke zur Nutzung großer Wassermengen bei vergleichsweise kleinen Höhenunterschieden.

° Speicherkraftwerke zur Nutzung geringerer Wassermengen bei sehr großen Höhenunterschieden.

° Pumpspeicherkraftwerke - elektrische Überschußenergien in Schwachlastzeiten werden dazu genutzt Wasser in Speicherbecken hochzupumpen,welches nach Bedarf in Generatoren in Elektrizität umgewandelt werden kann.

4) ENERGIETRÄGER HOLZ

Holz war lange Zeit wichtigster Energieträger und bedeutendster Lieferant für Baumaterial.

http://www.bauen.com/themen/heizen/he_0013/energie.htm

Vor allem in den Industrienationen ist die Nutzung von Holz für energetische Zwecke fast bedeutungslos.

5) KERNENERGIE

In Deutschland ist die Kernkraft mit 34% wichtigster Stromlieferant. In einer Rangliste der weltweit produktivsten zehn Kernkraftwerke liegen die vier deutsche Anlagen mit den höchsten erzeigten Strommengen auf den ersten vier Plätzen.

Weltweit erzeugten 413 Kernkraftwerke mehr als 2.400 Mrd.kWh Strom

FOSSILE ENERGIETRÄGER ( sie sind aus Biomasse im Verlaufe von Jahrmillionen entstandenen Energierohstoffe).

1.Öle

2. Kohlen ( Braunkohle, Steinkohle)

3.Gase

1) ÖLE ( PFLANZENÖLE)

Pflanzenöle werden aus Raps, Sonnenblumen und anderen ölhaltigen Pflanzen gewonnen. Diese Öle können oder als Beimischung in Heizanlagen verbrannt oder zur Substitution von Dieselkraftstoff ( in reiner oder veresterter Form) eingesetzt werden.

Soll Rapsöl als Kraftstoff für Dieselmotoren genutzt werden, gibt es 2 Möglichkeiten:

Bei Umesterung von Rapsöl entsteht Biodiesel welcher gut zur Verbrennung geeignet ist( siehe Bild).

http://www.inaro.de/Deutsch/rohstoff/Energie/Oele/Biodiesel1.htm

2) BRAUNKOHLE / STEINKOHLE

Kohle wird hauptsächlich zur Stromerzeugung in Kraftwerken benutzt. In privaten Haushalten wird Kohle als Energieträger für die Übergangszeiten oder für Kacheköfen verwendet.

Braunkohle:

- wird in der Regel zu Brigetts gepresst

-Anwendung: vor allem für Einzelraumöfen

-spezifischer Heizwert: 5,6 KWh pro Kg Kohle

Steinkohle:

-Anwendung: besonders für Ofenheizungen geeignet

-spezifischer Heiztwert: 9,1kWh pro kg

Weitere Kohleart: Koks

3) GASE

Erdgasentstehung: Erdgas ist ein farbloses Gas und besteht im wesentlichen aus der Kohlenwasserstoffverbindung Methan.

Es hat sich vor über 300 Millionen Jahren in einer relativ kurzen Zeit von wenigen Millionen Jahren gebildet,und zwar aus den organischen Resten von winzigen Wassertieren, die in riesigen Mengen die Urozeane besiedelt haben. Unter Sauerstoffabschluss und unter dem Druck von Sand un d Schlammschichten bildeten sich aus den Resten der Kleinstlebewesen Erdgas und in der Regel auch Erdöl.