Energiegewinnung

Energiegewinnung

Es gibt mehrere Möglichkeiten Energie/Strom ohne Verbrennung von fossilen Stoffen zu erhalten.

Kernkraft

Windkraft

Wasserkraft

Erdwärme

Fusion

Solartechnik

Kernkraft

In einem Kernkraftwerk wird in dem Reaktorkern Hitze erzeugt. Diese Kitze wird durch ein Kühlmittel "abtransportiert", das wiederum Wasser erhitzt und dadurch Dampf erzeugt. Dieser 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. Es entsteht eine Kettenreaktion.

Diese Kettenreaktion wird durch Regelstäbe reguliert.

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.

Windkraft

Schon früher wurde die Windkraft genutzt. Nicht um Elektrizität herzustellen, sondern um Mühlsteine zu bewegen, um Getreide zu mahlen.

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 benötigen viel Wind. In Deutschland können sie deshalb nur im Norden an den Küsten betrieben werden. Diese Turbinen sind allerdings sehr laut und produzieren nicht viel Energie im Vergleich zu anderen Kraftwerken.

Wasserkraft

Es gibt 2 Möglichkeiten Wasserkraft zu nutzen:

Durch Gezeitenkraftwerke

Durch Staudämme

zu 1.    Große Wassermassen wurden durch die Gezeiten bewegt. Bei Flut bewegt sich das Wasser auf die Küste zu. Bei Ebbe fließt dieses Wasser wieder ab und treibt beidemal Turbinen an.

Zu 2.   Flüsse werden aufgestaut. Das gestaute Wasser fließt durch Turbinen und treibt diese an. Norwegen wird komplett von Wasserkraft versorgt. Die entstehenden Stauseen können jedoch viel Natur zerstören und es können große Katastrophen entstehen.

Erdwärme

Um Erdwärme zu nutzen muß man sehr tief bohren ( 1°C pro 30 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. Es entsteht Dampf. Dieser Dampf wird abgefangen und durch Turbinen geleitetet, die dann Generatoren antreiben um Strom herzustellen.

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. Diese Energie wird in Dampf umgewandelt und dann in Elektrizität.

Im Gegensatz zu Kernspaltungskraftwerken sind Kernfusionskraftwerke relativ sicher. Es wird nur in geringen Mengen mit radioaktiven Substanzen gearbeitet. Tritium ist ein ß-Strahler mit einer Zerfallszeit von 12 Jahren. Dieser Stoff ist jedoch außerordentlich giftig. Allerdings kann man ihn in Wiederaufbereitungsanlagen erneut zurückgewinnen und wiederverwerten.

Solarenergie

Die Sonnenkollektoren bestehen aus 100m langen und 6m breiten parabolförmigen Rinnen, die aus hunderten präzise geformten Spiegelsegmenten geformt sind. Die von den Spiegeln reflektierte Sonnenstrahlung wird auf ein Glas- /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.

Die zukunftsweisendste Technik zur Energiegewinnung ist die Herstellung von Strom durch Photovoltaikanlagen. Bei Photovoltaik werden Siliziumplatten eingesetzt, die unterschiedlich dotiert werden. Durch den Sonneneinfall entsteht eine Spannung. Jedoch beträgt der Wirkungsgrad bei dieser Methode der Energiegewinnung lediglich 10-15%. Es werden aber immer bessere Solarzellen entwickelt.