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Erneuerbare Energien - 2.Version - Referat



Gliederung

Einstieg
Erklärung erneuerbare Energien
Erklärung der einzelnen Energien:
- Energie aus Biomasse
- Sonnenenergie
- Energieträger Wasserstoff
- Windenergie
Erneuerbare Energien in Deutschland



Erklärung der Erneuerbaren Energie



Als Erneuerbare Energien bezeichnet man nachhaltige Energiequellen. Sie bleiben nach menschlichen Zeiträumen gemessen und sind kontinuierlich verfügbar. Physikalisch gesehen kann Energie weder verbraucht noch erneuert werden. Sie kann jedoch Systemen zugeführt und entnommen werden. Der Begriff erneuerbare Energien wird heute im allgemeinen Sprachgebrauch auf Systeme angewandt mit denen aus der Umwelt laufende Energie abgezweigt wird und der technischen Verwendung zugeführt wird. Die erneuerbaren Energien werden fossilen Energien langfristig ersetzten, da die fossilen Energien nur begrenzt verfügbar sind. Auf der Erde können diese Energiequellen in Form von Sonnenlicht und -wärme, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme genutzt werden. Mit der EU-Richtlinie zu den Erneuerbaren Energien vom 23. April 2009 2009/28/EG wird den Mitgliedsstaaten der Europäischen Union der Erlass von Gesetzen vorgeschrieben, die die Verwendung der erneuerbaren Energien in den Bereichen Strom, Wärme und Kälte sowie Verkehr fördern, damit bis 2020 ein Gesamtanteil dieser Energien an dem Energiegesamtverbrauch innerhalb der EU von 20 % erreicht wird. In Deutschland geschieht dies bereits durch das Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien im Strombereich, dem Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich sowie dem Biokraftstoffquotengesetz im Verkehrsbereich.



Biomasse:
Als Biomasse wird die gesamte durch Pflanzen, Tiere und Menschen anfallende Substanz bezeichnet. Biomasse gilt als bedeutendste Quelle regenerativer Energien. Als regenerative Energie bezeichnet man die Energiequellen und –träger die sich in natürlicherweise erneuern. Für die Energiegewinnung kommen durch Fotosynthese entstandene land- und forstwirtschaftliche Rohstoffe in Frage wie Heu, Stroh und Restholz aus Walddurchforstung. Wenn nun die Pflanzen verbrannt werden, wird Energie wieder freigesetzt in Form von Wärme. Der Vorteil der energetischen Umwandlung der Biomasse gegenüber anderen erneuerbaren Energieträgern liegt darin, dass zusätzlich zur Energieerzeugung ein aktiver Beitrag zur Entsorgung organischer Abfälle geleistet wird, wodurch die Auswirkungen unserer Aktivitäten auf die Umwelt vermindert werden. Es gibt zwar viele Vorteile aber es sind auch Probleme vorhanden.

Vorteile:
• gute Speicherform
• erneuerbar
• verschiedene Umwandlungsmöglichkeiten
• Entwicklung mit heutigen Arbeitskräften und aus vorhandenen Rohstoffen
• großes Potential für biotechnologische Entwicklungen
• schafft Arbeitsplätze
• vernünftig im Preis
• ökologisch wenig problematisch
• erhöht CO2-Konzentration der Luft nicht
• hohe gesellschaftliche Akzeptanz


Probleme:
• große Landflächen nötig
• Konkurrenz zu Land für Ernährung des Menschen
• braucht Anlaufzeit, bis Dauerproduktion etabliert ist
• Düngung und Bewässerung für hohe Erträge nötig
• heutige land- und forstwirtschaftliche Gewohnheiten
• Transport zum Verbraucher





Sonnenenergie

Die Nutzung der Sonnenenergie hängt von der Jahreszeit, dem Einfallswinkel, der Sonnenstrahlen und dem Höhenwinkel ab. Aber selbst bei bewölktem Wetter ist in Deutschland immer noch genug Energie wie jeder Solartaschenrechner beweist. Die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie mithilfe von Solarzellen nennt man Photovoltaik. Da die Kosten dabei so hoch sind ist ihr Anteil an der Stromerzeugung aber noch gering. Anders sieht es bei einer Sonnenkollektoranlage für die Warmwasserbereitung aus. Das Prinzip kann man ganz leicht mit einem Wasser gefüllten Schlauch den man in die Sonnen legt nachvollziehen. Der Schlauch erhitzt sich. Fast genauso läuft es bei den Sonnenkollektoren ab sie absorbieren die Sonnen und wandeln sie in Wärme um.
Durch die Sonne eingestrahlte Energie:
1. Deutschland: 850-1200 kWh/m² (1000 Kilowattstunden sprechen ca. 100L Heizöl)
2. Eine Spielkonsole verbraucht: 57,6 kWh/m²
3. Computer verbraucht: 200 kWh/m²
4. ein Dreipersonenhaushalt: 3500 kWh/m²




Erneuerbare Energien

Wasserstoff: Wasserstoff ist das häufigste Element im Weltall und stellt über 90%
oder ¾ der gesamten Masse da. Wasserstoff wird oft als ein großer Energieträger genannt aber es ist zu bedenken dass es keine Energiequelle ist. Verbindet sich Wasserstoff mit Sauerstoff, bildet sich Wasser und es knallt, bei dieser Knallgas-Reaktion werden bis zu 90% der Energie frei, die man vorher zur Spaltung des Wassers aufbringen musste. Um Wasserstoff erst einmal herzustellen, sind große Mengen fossiler Brennstoffe wie Erdgas nötig. Dabei bildet sich umweltbelastendes Kohlendioxid. Setzt man alternative Energiequellen ein verschlechtert sich die Umweltbilanz. Wasserstoff eignet sich hervorragend als Energie Zwischenspeicher für sonnenarme Tage, an denen die Gewinnung von Energie durch Solaranlagen ausfällt. Außerdem ist er sehr gut als Transportmedium geeignet. Wasserstoff kann auch in großen Mengen gespeichert werden.

Die Vorteile von Wasserstoff sind:
• Er lässt sich gut speichern.
• Man kann ihn sowohl als Treibstoff, wie auch zum Heizen benützen.
• Wasserstoff gehört unter anderem auch nicht zu den endlichen, fossilen Energierohstoffen.
• Zusätzlich kann man durch die Benutzung von Wasserstoff die Emissionen drastisch reduzieren.
• Zur Stromspeicherung ist Wasserstoff mit viel weniger Materialaufwand zu genießen als Akkumulatoren.
• Schlussendlich ist der Energieaufwand um Wasserstoff zu entzünden enorm gering. Bereits die Energie eines Funken einer Statischen Aufladung reicht aus um ihn zu entzünden.


Die Nachteile von Wasserstoff sind:
• Man braucht ein großes Tankvolumen und somit viel Gewicht.

• Bei kleinen Tanks ist ein großer Druck nötig um eine vernünftige Menge Wasserstoff speichern zu können.

• Seine leichte Entzündbarkeit birgt große Gefahr




Windenergie

Die Windmühlen der heutigen Zeit heißen Windkraftanlagen und sie erzeugen Strom. Dabei wird die Energie des Windes in eine Drehbewegung umgewandelt und es wird durch einen Generator Strom erzeugt. Die Einschaltgeschwindigkeit liegt zwischen 2,5 bis 4 Metern pro Sekunde. Die Windkraftanlagen schalten sich bei Sturm automatisch ab. Weltweit gibt es ca. 50.000 Windräder und allein in Deutschland sind es 17.000 Windräder. Führende Länder der Windenergienutzung sind: Dänemark, Deutschland, USA, Spanien und Indien. Wenn lange Zeit kein Wind ist müssen Reservekraftwerke den Bedarf decken. Nicht überall dürfen solche Windkraftanlagen gebaut werden. Deshalb baut man neue Windparks im Meer. Das hat auf jeden Fall ein Vorteil, da dort der Wind sowieso stärker ist. Die Energieausbeute ist im Meer 40% höher als auf dem Festland. Allerdings sind dort die Baukosten erheblich höher.




Erneuerbare Energien in Deutschland

Der Anteil der erneuerbaren Energien am End-Energieverbrauch in Deutschland betrug in 2006 6,4%. Das schien zunächst wenig, doch von der Menge entsprach es aber dem gesamten Energieverbrauch von Ländern wie Dänemark oder Irland. Das Wachstum der erneuerbaren Energien in Deutschland ist einmalig: Seit 1990 konnte der Anteil am Endenergieverbrauch verdreifacht werden. Deutschland will die Entwicklung bis 2020 fortsetzen um somit erneut zu verdreifachen und dann auf 20% zu kommen.
Betrachtet man die verschiedenen Energiebereiche, so nimmt Strom ein Vorteilrolle ein. Bereits ca. 10% des Stromverbrauchs werden durch Erneuerbare Energien geleistet. Im Wärmebereich beträgt der Anteil der Erneuerbaren Energien rund 5,4% und im Kraftstoffbereich rund 3,6%.












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