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Der technische Fortschritt war im Laufe der Menschheitsgeschichte neben einigen anderen Aspekten auch dadurch gekennzeichnet, dass immer ergiebigere Energiequellen entdeckt und ausgebeutet wurden. In unser hochindustrialisierten Gesellschaft beträgt der Energiekonsum über 250 kWh pro Person und Tag. Seit den 70er Jahren stellt man sich allerdings immer häufiger die Frage, ob das industrielle Wachstum nicht bald an seine Grenzen stoßen könnte, weil die Energiereserven eines Tages erschöpft seien werden.
Alternative Energien:
1.) Kernkraft
In einem Kernkraftwerk wird in dem Reaktorkern Hitze erzeugt. Diese erhitzt wiederum Wasser und erzeugt dadurch Dampf. Der Dampf treibt dann eine Turbine an, über die ein Generator Strom erzeugt.
Im Kern wird die Hitze durch Spaltung von schweren Atomen (z.b. Uran 235) erzeugt. Diese Atome werden mit Neutronen beschossen. Das Uran teilt sich dann und es wird viel Energie freigegeben. Die Spaltprodukte spalten dann weitere Atome wodurch eine Kettenreaktion entsteht. Diese Kettenreaktion wird durch Regelstäbe eingedämmt.
Atomkraftwerke haben nur sehr geringe Emissionen. Gefährlich sind jedoch die abgebrannten Brennstäbe. Es gibt noch kein System bei dem diese Stäbe komplett regeneriert werden können. Die Stäbe werden heutzutage in Salzstöcken gelagert.
2.) Fusionsenergie
Es werden dabei die Vorgänge die sich auf der Sonne abspielen nachgeahmt. In einem Vakuum werden dabei unter Temperaturen von mehreren Millionen Grad Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium in die Nähe gebracht, so dass sie schließlich verschmelzen und Helium zusammen mit einem Neutron bilden. Dabei werden riesige Energiemengen frei. Um die Isotope auf diese Geschwindigkeiten zu beschleunigen müssen Temperaturen von mehreren Millionen Grad erreicht werden. Eine zweite Möglichkeit diese Geschwindigkeiten zu erreichen ist die Isotope durch Magnetfelder zu beschleunigen doch auch hier muss man mehr Energie hineinstecken als man erhält.
3.) Erdwärme
Um Erdwärme zu nutzen muss man sehr tief bohren (bis zu 5000 Meter). Es gibt aber auch Spalten in der Erdkruste z.b. in Kalifornien, da dort 2 Platten aufeinandertreffen. Wasser wird in Bohrungen gepumpt, dort wird es vom Gestein erhitzt und es entsteht Dampf. Dieser Dampf wird abgefangen und durch Turbinen geleitetet. Wärmekraftwerke kann man auch in Eisenbahntunneln oder alten Bergwerken unterbringen.
4.) Windkraft
Heutzutage werden Windturbinen auf Masten gesetzt, die bis zu 100 Meter hoch sein können. Denn in größeren Höhen gibt es mehr Wind als auf dem Boden. Solche Anlagen gibt es aber nur in Gebieten mit viel Wind, da sich ansonsten der Bau kaum lohnt. Eine neu entwickelte Art basiert auf der Erwärmung von Luft unter einer riesigen Glaskuppel. An der höchsten Stelle der Glaskuppel befindet sich ein Schornstein mit Windturbinen. Dieses Verfahren kann man aber nur in Wüsten betreiben und ist noch in der Testphase.
5.) Wasserkraft
Gezeitenkraftwerke: Dieser Kraftwerkstyp nutzt die doppelte Kraft des Wassers aus: Das Wasser wird zweimal durch Turbinen geleitet: Das erste Mal, wenn es bei Flut ein Becken füllt, das zweite Mal, wenn es bei Ebbe wieder aus diesem Becken herausfließt. Ein solches Kraftwerk gibt es an der französischen Küste. Das Wasser steigt und fällt hier 13,5 Meter, und es wird durch Turbinen geleitet, die in einer sehr langen Staumauer eingebaut sind.
Laufwasserkraftwerke: Laufwasserkraftwerke sind die einfachste und häufigste Art von Kraftwerken. Sie laufen in ständigem Betrieb und liefern ständig Strom ins Netz. Um den Druck zu erhöhen, werden die natürlichen Widerstände in den Flüssen verkleinert.
Speicherkraftwerke: Meistens werden sie zu Spitzenverbrauchszeiten eingesetzt. Das Wasser wird bei Bedarf verwendet. Aber die Stauung dient auch zur Hochwasserrückhaltung,
Pumpspeicherkraftwerke: In einem Pumpspeicherkraftwerk gibt es ein höher gelegenes und ein niedrig gelegenes Wasserbecken. Zu den Tageszeiten, wo der Stromverbrauch am höchsten ist, wird das Wasser vom oberen Becken durch Turbinen und Generatoren in das niedrigere Bassin geleitet. In der Nacht wird das Wasser dann mit billigem Nachtstrom durch Rohrleitungen wieder in das obere Becken gepumpt, die Generatoren und Turbinen werden dann als Pumpen verwendet.
Gletscherkraftwerke: Auch die zweitgrößte Eismasse der Welt, das Grönländische Inlandeis, wird zur Stromgewinnung eingesetzt. Bei Gletscherkraftwerken wird ein Schmelzwassersee an seinem tiefsten Punkt angebohrt, damit man auch im Winter genug Wasser hat, obwohl die Oberfläche des Sees gefriert. Dann wird das Wasser durch ein Rohr unter dem Eis an die Küste geleitet, wo es in den Turbinen Strom erzeugt. In Grönland ist bisher nur ein Kraftwerk gebaut worden, das sein Wasser aus einem 11 Kilometer entfernten See bekommt.
Wellenkraftwerke: Sogar die Kraft der Wellen soll für die Energiegewinnung genutzt werden. Aber die Nutzung ist schwierig und vor allem teuer. Die Kraftwerke müssen auf Plattformen entstehen, die voll automatisiert funktionieren. Auch der Mechanismus, der die Wellenenergie in elektrische Energie umwandelt, ist sehr kompliziert, da die Stärke und Richtung der Wellen stark schwankt.
6.) Solarenergie
1.) Solarturmkraftwerke:
Die verwendeten Sonnenkollektoren bestehen aus 100m langen und 6m breiten parabolförmigen Rinnen, die aus Hunderten Spiegelsegmenten geformt sind. Die von den Spiegeln reflektierte Sonnenstrahlung wird auf ein Glas- oder Metallrohr in der Brennlinie der Trogachse gebündelt. In dem Rohr befindet sich temperaturbeständiges Öl oder Wasserdampf, der auf 400° C aufgewärmt wird und dann Turbinen antreibt.
2.) Photovoaltik:
Die zukunftsweisendste Technik zur Energiegewinnung ist die Herstellung von Strom durch Photovoltaikanlagen. Bei Photovoltaik werden hochreine Siliziumplatten eingesetzt, die unterschiedlich dotiert sind. Durch den Sonneneinfall werden Elektronen aus dem Kristallverband gerissen, und durch die Ladungsdifferenz entsteht eine Spannung
Zukunftsaussichten:
Hoffentlich bleiben uns unsere Fossilen Brennstoffe noch lange erhalten, was angesichts der hier Vorgestellten Möglichkeiten mit Sicherheit möglich ist.
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