Regenerative Energien

Erneuerbare Energien im Überblick

 

Wasserkraft

Auf die Wasserkraft wollen wir besonders ausführlich eingehen, da im Kraftwerk Farchant 25 % der gesamten Energie dadurch gewonnen wird.
 
Besuchen Sie hierzu die Themen Wasserkraft und Wasserturbinen!
 

Biogas 

Biogas stellt einen Energieträger mit chemischer Bindungsenergie dar, dessen Hauptkomponente das Methan ist. Es entsteht durch den mikrobiellen Abbau organischer Substanzen (Biomasse). Die in dieser organischen Substanz enthaltene Energie (bio-chemische Bindungsenergie) beruht letztendlich immer auf der Fähigkeit von Pflanzen, eingestrahlte Lichtenergie der Sonne in bio-chemische Energie umzuwandeln (Photosynthese). Biogastechnik stellt somit eine indirekte Nutzung der Sonnenenergie dar.
 
Biogas wird heute meist als brennbares Gas zum Antrieb von Motoren genutzt, die über einen Generator elektrische Energie erzeugen sowie nutzbare Abwärme auf einem Temperaturniveau von ca. 80-90 Grad Celsius. Mit dem Grad der Nutzung des "Nebenproduktes" Abwärme steht und fällt häufig die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage.
Von der erzeugten Strommenge werden im Allgemeinen 20-40 % für den Betrieb der Anlage selbst verbraucht (Pumpen, Rührwerke, Zerkleinerer etc.). Von der erzeugten Wärmemenge werden etwa 30-50 % für die Heizung des Fermenters verbraucht. Je größer die Anlage desto kleiner die jeweiligen Eigenverbrauchsanteile.
Biogastechnik wird auch eingesetzt, um die Fracht an organischer Substanz zu reduzieren, zum Beispiel in der Abwasserreinigung oder der Vorbehandlung zur Deponierung.
Die Verwendung von Biogas zur reinen Wärmeerzeugung (Heizung, Herd) ist in Deutschland nur noch von untergeordneter Bedeutung, jedoch in anderen Ländern, zum Beispiel Indien, die weit überwiegende Nutzungsform.
 

Windkraft

 
Die Nutzung der Windenergie wird schon seit dem Altertum betrieben. Gerade zum Antrieb von Schöpf- und Mahlwerken, Maschinen und Segelschiffen wurde sie genutzt. In der heutigen Zeit findet man die Anwendung der Windenergie zum Mahlen von Getreide höchstens noch in einem Museum.
 
Dafür entstehen immer mehr Windkraftanlagen oder ganze Windfarmen zur Erzeugung von elektrischem Strom.
 
Ende 1996 waren in Deutschland über 4.000 Windkraftanlagen in Betrieb mit einer Kapazität von 1.600 MW.
 
 


Photovoltaik 

Photovoltaik ist die Technik der direkten Umwandlung eingestrahlter Lichtenerige in elektrische Energie. Sie beruht auf der Eigenschaft bestimmter fester Körper (Halbleiter), durch Lichtenergie erzeugte Ladungsträger gerichtet freizusetzen (photovoltaischer Effekt). Umgangssprachlich wird mit Photovoltaik die Erzeugung von elektrischer Energie aus Sonnenlicht bezeichnet.
 
Die eingestrahlte Sonnenenergie beträgt weltweit ca. 1.540.000.000.000.000.000 kWh/Jahr (etwa das 15.000-fache des weltweiten Stromverbrauchs).
 
Photovoltaische Anlagen:
 
Die Summe der bei einer Anlage zusammengeschalteten Solarmodule stellt den Solargenerator dar. Die Verbindung eines Solargenerators mit einem Stromverbraucher ist die einfachste Photovoltaische Anlage.
Neben dem Solargenerator können zu einer photovoltaischen Anlag folgende Komponenten gehören:
  • Elektrischer Speicher (Akkumulatoren, Batterien)
  • Tiefenladeschutz
  • Wechselrichter (Umformer von Gleichstrom zu Wechselstrom)
  • Gleichrichter (Umformer von Wechselstrom zu Gleichstrom)
  • Netzüberwachungsmodul
  • Hilfsgeneratoren, z.B. Dieselaggregat
  • Laderegler (Spannungsüberwachung)
  • Anpassungswandler (Arbeitspunktoptimierung der Solarzelle nach abzugebender Leistung durch Veränderung des Eingangswiederstandes)
  • Stromzähler (Netzeinspeisung, Netzverbrauch)
  • Schaltvorrichtungen, z.B. Netzabkopplung
  • Leitungen, Isolierungen, Sicherungen, etc.
Die häufigste Anwendung finden photovoltaische Anlagen in Deutschland zur Zeit als dachgebundene Anlagen auf Privatwohnungen zur Erzeugung des Energiebedarfs an elektrischer Energie. Zumeist sind diese Anlagen an das Verbundnetz angeschlossen, um über Einspeisung bzw. Netzbezug die Produktionsschwankungen auszugleichen.
Die Wirtschaftlichkeit photovoltaischer Anlagen steigt mit den Vergleichskosten einer netzgebundenen Stromversorgung. Diese sind dann besonders hoch, wenn es sich um neue Anschlüsse oder Kleinstverbraucher handelt, die nicht unmittelbar über eine Netzzugangsmöglichkeit verfügen.
Bereits heute werden viele Parkschein-Automaten, Zigaretten-Automaten, Strecken-Telefone, Anzeigetafeln, Stau-Sensoren etc. preiswerter mit Solarstrom versorgt als dies mit netzgebundener Energie möglich wäre. Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) konnte in einem Forschungsprojekt von 1992 bis 1996 die Zuverlässigkeit von photovoltaischen Systemen im Straßenverkehr nachweisen, die zum Teil bei 100% lag.