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Windenergie
Da die Sonne die Atmosphäre nicht gleichmäßig erwärmt, entstehen Luftdruckunterschiede , wodurch sich die Luft zwischen den wärmeren und kälteren Regionen in Bewegung setzt (Winde). Die Nutzung der dabei entstehenden Bewegungsenergie ist heutzutage die wirtschaftlichste Form der regenerativen Stromgewinnung.
Ohne Sonne kein Wind...
Eine einzige Megawatt-Anlage kann den Jahresstrombedarf von mehr als 1.000 Haushalten vollständig abdecken. Zum Beispiel in Schleswig-Holstein wird schon ein Viertel des Privat-Strombedarfs mit Windenergie erzeugt. (Rheinland-Pfalz: 3 %)
Windenergie - Technik
Hält man den Flügel eines Windradrotors in den Wind, wird der Luftstrom an der Flügelvorderkante abgelenkt. Er muss an der stark gewölbten Oberseite einen weiteren Weg zurücklegen als an der relativ geraden Unterseite. An der Oberseite entsteht aus physikalischen Gründen deshalb ein Unterdruck, an der Unterseite ein Überdruck. Um den Unterschied auszugleichen, drückt die Luft den Flügel von unten nach oben. So setzen sich die Rotoren von Windrädern, die in aller Regel aus drei um ihre Längsachse drehbaren Flügeln bestehen, in Bewegung.
Über die langsam laufende Hauptwelle wird diese Drehbewegung zum Getriebe übertragen. Dort wird die Drehzahl für die schnell laufende Welle des Generators in der Gondel übersetzt, der ähnlich wie ein Fahrraddynamo daraus elektrischen Strom erzeugt. Einige Windradtypen wandeln die Rotationsenergie direkt in elektrische Energie um.
Über einen Netzanschluss wird die erzeugte Energie ins Öffentliche Verbundnetz eingespeist.
Solarenergie
...solare Stromerzeugung (Photovoltaik)
Durch Photosynthese, das heißt die Umwandlung von Licht in biochemische Energie, sind alle fossilen und regenerativen Energieträger aus der Kraft der Sonne entstanden - über jahrtausendelange "Umwege" auch die Brennstoffvorräte an Kohle und Erdöl, die man heute unwiederbringlich verbrennt.
Solarenergie nimmt den direkten Weg zur Erde. In Solarstrom-Systemen kann Sonnenlicht unmittelbar in elektrische Energie umgewandelt werden. Das ist umweltfreundlich und der vorhandene Energievorrat ist unerschöpflich: Die weltweit eingestrahlte Sonnenenergie beträgt etwa das 15.000-fache des globalen Stromverbrauchs.
Solarenergie - Technik
Alle erforderlichen Komponenten zu einem "privaten Sonnenkraftwerk" können problemlos auch nachträglich in Dächer oder Fassaden eingebaut werden.
Die realisierbaren Größen der Photovoltaik-Flächen sind sehr unterschiedlich: Auf zehn Quadratmetern lässt sich eine Solaranlage mit einer Leistung von rund einem Kilowattpeak installieren, die in Rheinland-Pfalz rund 900 kWh Strom pro Jahr liefert. Allerdings hängt die Leistung sehr stark von der eingesetzten Technik und den Gegebenheiten vor Ort ab. Je höher die Sonneneinstrahlung und je schattenfreier die Fläche ist, desto größer wird der Ertrag.
Definition:
Die kleinsten Bestandteile der Solaranlage sind die Solarzellen. Solarzellen sind Halbleiterelemente aus Silizium, die das Sonnenlicht direkt in Strom umwandeln. Zusammengesetzt zu Solarmodulen werden die Photovoltaik-Zellen zu Bauelementen verbaut.
In der Regel wird der produzierte Gleichstrom mittels eines Wechselrichters gewandelt und dann über einen Einspeisezähler und Kabel ins Öffentliche Netz eingespeist. Seltener sind Stand-alone-Systeme - meist Kleinstanlagen wie Parkscheinautomaten - die im Inselbetrieb unabhängig vom Netz und in Kombination mit einer Speichereinheit arbeiten.
Bioenergie
Biomasse ist weltweit der Energieträger. Schon seit Jahrtausenden nutzt der Mensch die Energie von biogenen Brennstoffen, vor allem zur Wärmegewinnung. Bioenergie ist gespeicherte Sonnenenergie: Bei der Verbrennung wird diese wieder in Wärme und/oder Strom umgewandelt. Früher im schlichten Öfen, heute in modernen und effektiven Anlagen.
Weil bei der Nutzung der Biomasse nur soviel Kohlendioxid (CO2) freigesetzt wird wie zuvor beim Wachstum der Energiepflanzen aus der Atmosphäre entnommen wurde, ist die Verwertung von Bioenergieträgern wie Holz, Raps oder Stroh nahezu völlig CO2-neutral. Neben weiteren nachwachsenden Energieressourcen wie beispielsweise Mais und Zuckerrüben können auch flüssige Bioenergien aus der Landwirtschaft (Gülle) genutzt werden, z.B. in Biogasanlagen.
Bioenergie - Technik
Dank technischer Entwicklungen ist es heute genauso leicht mit Holz zu heizen wie mit Erdöl oder Gas.
Die meist aus Holzspänen gepressten Pellets setzen ihre gespeicherte Energie sehr stark frei und sind dabei auch noch preiswert. Geliefert wird der Brennstoff im Tanklastwagen und dann in den Keller "geblasen". Von dort aus werden die Pellets computergesteuert dosiert in den Brenner transportiert.
Holzhackschnitzel
Aus Resthölzern der Forstwirtschaft und aus Grün- und Heckenschnitt lassen sich etwa drei Zentimeter große Holzhackschnitzel als energiereiches Brennmaterial gewinnen. Mit entsprechenden Heizkesseln können selbst Bestandteile mit einem Wassergehalt von bis zu 50 Prozent verbrannt werden.
Biogas
In Biogasanlagen entsteht bei der Vergärung der Substrate - landwirtschaftliche Abfallprodukte wie Mist, Gülle oder nachwachsende Rohstoffe - Biogas mit einem Methangehalt zwischen 50 und 70 Prozent. Dieses Gemisch wird in einem Blockheizkraftwerk verbrannt, wobei rund ein Drittel der freiwerdenden Energie als Strom und die übrigen zwei Drittel als Wärme genutzt werden. Über ein Nahwärmesystem wird die thermische Energie für die Beheizung von Wohnhäusern, Ställen oder anderen Gebäuden eingesetzt. |
