Mondphase
Windenergie
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Die Windmühle ist wohl das älteste Instrument zur Nutzung der Witterung, zur Erzeugung von Energie. Damals mahlten die Mühlen entweder mit Wasserkraft das Korn oder aber sie standen in flachen Landstrichen in Holland und nutzten die hohe Windstärke zu eben diesem Zweck.
Heute erzeugt man mit Windrädern reine Energie, d.h. Strom. In den meisten Fällen haben die Windräder, die ja keine Mühlen mehr sind, drei Rotorblätter, die den Wind einfangen und dadurch zum rotieren gebracht werden. Die dabei entstehende Bewegung kann wie bei einem Fahrradtrafo unmittelbar in Strom übersetzt werden. Moderne Windräder passen sich hierbei sogar an die Richtung des Windes an, damit sie nicht nur den Wind aus Osten oder Westen einfangen, sondern, ideal angepasst an die Bedingungen, ihre Leistung erzeugen. So gesehen eine einfache und sehr günstige Art, Strom zu erzeugen. Was viele dennoch beklagen ist die Tatsache, dass es das Bild eines Landstrichs dann doch etwas ruiniert, wenn dutzende bis hunderte Windräder das Landschaftsbild dominieren. Allerdings ist es nicht der Fall, dass der Wind gar nicht stark genug sein kann. Die gängigen Windräder sind auf 12 m/s und 16 m/s eingerichtet. Weht der Wind gerade etwas heftiger, muss das System runtergeschraubt werden. Bei Sturm gar ganz abgeschaltet. Eine rapide erhöhte Energieeinspeisung könnte zu Kurzschlüssen und Defekten der Anlage führen. Der Trend geht dahin, das Privatleute sich selbst ein eigenes Windrad in den Vorgarten stellen und autark ihren Stromverbrauch dadurch abdecken, Meist wird so viel Energie erzeugt, dass er den Strom an seinen nachbarn oder andere weiterverkaufen kann. In Windarmen Regionen wäre das jedoch leider keine Option.
Ausbaufähig: Wasserkraft
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Das Bundesamt für Energie im Nachbarland Schweiz setzt auf Wasserkraft: Bis zu zehn Prozent mehr Leistung sollen bis 2050 erzielt werden können. Dabei spielen sowohl Erneuerungen als auch Neubauten eine wichtige Rolle. 10 Prozent Steigerung bedeutet konkret 4 Terawattstunden mehr Energie, also 4 Milliarden Kilowattstunden. Auch die Schweiz ist dabei, ihre Atomkraftwerke stillzulegen und braucht dringend grüne Alternativen.
Zu den veröffentlichen Zahlen dürfen sich nun die einzelnen Bundesländer, die in der Schweiz Kantone genannt werden, Umweltverbände und Vertreter aus der Strombranche äußern. Rund 170 Vertreter aus allen Lagern nahmen an der Fachtagung des Schweizerischen Wasserwirtschaftsverbands und der Stiftung Praktischer Umweltschutz teil.
Probleme bei der Enegiegewinnung durch Wasser gibt es vor allem wegen Konflikten: Auch Gärtner und Landwirte brauchen Wasser, oftmals bestehen strikte Regelungen für den Schutz von Landschaften und Gewässern. Diese müssen aufgehoben werden, um die Sicherheit und Realisierbarkeit von Investititionen sicherzustellen. Dabei müssen auch Kompromisse in Kauf genommen werden. Wenn es nach der Stiftung Praktischer Umweltschutz ginge, sollen erst alte Anlagen modernisiert und vergrößert werden, erst dann neue Anlagen folgen.
Probleme könnte auch der Klimawandel mit sich bringen: Denn die Studie sieht vor, dass sich bis 2050 keine Veränderung der derzeitigen Wassermassen ergibt. Dabei schmelzen Gletscher und die Erde erwärmt sich nach wie vor: Das könnte auch schon bis 2050 zu einem Rückgang der Wassermassen und Stromproduktion führen.
Wasserkraft oder auch Hydroenergie wandelt die kinetische Energie des Wassers über Turbinen in Rotationsenergie um – gar nicht so anders, wie damals die Mühlen Kraft erzeugten. Heutzutage sind Generatoren an die Turbinen angeschlossen, die die Energie in Strom umwandeln. Grundsätzlich ist die Energiegewinnung durch Wasserkraft sehr lohnenswert.
Die Zukunft der Elektromobilität in Deutschland
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Vergliche man die Elektrifizierung des Automobils mit einem Boxkampf, so hätten die eifrigen Japaner die erste Runde deutlich für sich entscheiden können.
Der Schritt, der nach dem Hybrid-Antrieb kommt, ist ganz klar der Übergang zum gänzlich elektronisch angetriebenen Auto. Im Elektroautoindex (kurz Evi) der Unternehmensberatung McKinsey kann nachgeschaut werden, zu viel Prozent ein LAnd die Elektromobilität bereits erreicht hat. Dabei wird die Nachfrage und das Angebot von Elektroautos gemessen.
Der Index zeigt deutlich, dass Japan sich langsam aber sicher an die Spitze drängt. Führend sind zwar noch die Vereinigten Staaten, aber Japan ist mittlerweile fast gleichauf.
Deutschlands Position ist mit einem abgeschlagenen vierten Platz eher beschämend.
Schuld an dieser Tatsache ist vermutlich die deutsche Gründlichkeit. Während Japaner und Amerikaner Fahrzeuge konstruieren, die laut McKinsey-Direktor Christian Malorny, “nicht undbedingt perfekt ausgereift und bis ins letze Detail neu konstruiert sind”, werkeln die Deutschen am perfekten Elektroauto.
Immerhin ist Deutschland Weltmeister im Ankündigen: 44 Elektromodelle wurden von deutschen Konzernen angekündigt, mehr als in jedem anderen Land.
Gastautorin Manuel Kowalski
Pionierleistung: erstes Wind-Wasserstoff-Hybridkraftwerk in Betrieb
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In der flachen aber windigen Uckermark ging nun das erste Wind-Wasserstoff-Hybridkraftwerk an den Start. Es erzeugt Strom primär aus Windanlagen und Biogas, vernetzt jedoch diese zwei Energiequellen zusätzlich mit Wasserstoff. Nach Angaben des Betreibers Enertrag AG ist das Kraftwerk in dieser Kombination weltweit einmalig. Experten sehen das Hybridkraftwerk als eine mögliche Lösung der ganz großen Probleme regenerativer Energiequellen.
Eine weitere Besonderheit des Pilotprojekts ist die Speicherung vom überschüssigen Strom, der bei anderen Anlagen oftmals verloren geht. Wenn zum Beispiel viel Wind weht, wird aus ihm Wasserstoff erzeugt, welcher wiederum zur Stromproduktion genutzt werden kann. Wenn Windräder bei Flaute stillstehen, kann das Abhilfe schaffen. Bei der Kombination der Energiequellen Wind, Wasserstoff und Biogas sollen ihre jeweiligen Vorteile genutzt werden. In dem Hybridkraftwerk wird also nicht nur Strom produziert. Der erzeugte Wasserstoff kann zum Beispiel auch als Kraftstoff abgefüllt werden. Demnächst soll er an Tankstellen in Berlin und Hamburg zu haben sein.
Für Experten ist das Hybridkraftwerk ein Beispiel dafür, wie der Ausbau erneuerbarer Energien mit höchster Energieeffizienz vorangebracht werden kann. Enertrag-Vorstand Werner Diwald sieht das Projekt als einen wichtigen Grundstein für die Energiewende. In der Tat ist die Inbetriebnahme des Kraftwerks umweltpolitisch sehr wichtig. Denn eine sichere und klimaverträgliche Versorgung mit Energie hängt entscheidend davon ab, inwieweit Energie aus erneuerbaren Quellen auch gespeichert werden kann.
Um das Projekt zu realisieren, hat sich die örtliche Firma Enertrag mit dem Mineralölkonzern Total, dem Energieunternehmen Vattenfall und der Deutschen Bahn zusammengetan. Unter anderem ging man eine wissenschaftliche Kooperation mit den Hochschulen in Stralsund, Braunschweig und Cottbus.
Die Kosten für das Hybridkraftwerk liegen bei insgesamt rund 21 Millionen Euro. Mit drei installierten Windrädern und den anderen Komponenten hat es eine Leistung von sechs Megawatt. Im Vergleich zu konventionellen Kohle- oder Atomkraftwerken, die mehr als 1000 Megawatt erzeugen, ist das nicht viel. Der Betreiber Enertrag will die Anlage aber weiterentwickeln. Das Ziel ist, mit größeren Hybridkraftwerken mittelfristig deutlich mehr Leistung zu erzeugen.
Was ist Photovoltaik?
Photovoltaik, Foto von Pink Dispatcher/flickr.com
Bei der Photovoltaik handelt es sich um eine Technologie, die schon seit über 50 Jahren angewendet wird. So wirklich bekannt ist diese Technologie doch erst seit ein paar Jahren. So erlebte diese ihren Durchbruch mit dem Aufruf in Politik und in der Bevölkerung nach einer “grüneren” Welt und der Aufforderung regenerierbare Stromquellen zu nutzen. Dazu gehören neben Bodenwärme oder Windrädern eben auch die Photovoltaik, welche auch mit den Solarzellen zu tun hat und dadurch den meisten ein Begriff sein dürfte.
So wurde die Photovoltaik das erste Mal 1958 zu Energieversorgung für Raumflugkörper eingesetzt. Danach entstand ein Prozess der Entwicklung und der Nachfrage, sodass sie es auch auf die Erde schaffte und nun auf vielen Dachflächen, bei Parkscheinautomaten, in Taschenrechnern, an Schallschutzwänden oder auf Freiflächen zu finden ist. Dort dient sie zur Stromerzeugung aus der auf sie scheinenden Sonne.
So entstehen beim “auffangen” der Sonnenenergie und der Umwandlung zur Elektrizität keine unerwünschten Nebenprodukte wie etwa Abgase (das so gefürchtete CO2). Die Anlagen fangen Sonnenstrahlen in einem sehr großen Wellenbereich auf, sodass die kurzwelligen ( UV-Strahlen) als auch die langwelligen (Infrarot) Strahlen alle mit aufgenommen werden. So erfolgt die Energiewandlung mit Hilfe von Solarzellen. Anschließend kann die Energie direkt vor Ort genutzt werden, oder aber in Akkumulatoren gespeichert werden. Eine weitere Möglichkeit ist die sofortige Einspeisung ins Stromnetz. So geschieht es, dass bei der sofortigen Einspeisung die erzeugte Gleichspannung von einem Wechselrichter in Wechselspannung umgewandelt wird.
Diese Technik bringt zwar eine große Anzahl von Vorteilen, jedoch gibt es natürlich auch Nachteile. So ist diese Technik natürlich sehr wetterabhängig. Es ist schlecht vorausschaubar wie viel Sonne scheinen wird und wie viel Strom somit die Anlage im Jahr gewinnen kann. Außerdem muss kalkuliert werden, dass sie im Winter viel weniger Energie erzeugen kann, als im Sommer. Desweiteren ist zu beachten, dass die Anschaffung einer solchen Anlage sehr viel teurer als ein normales Kraftwerk ist, jedoch kaum Folgekosten entstehen, wie es beim Kraftwerk der Fall wäre.