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Erneuerbare Energien

Erneuerbare Energien

 

 

 

 

 

 

Einleitung:

 

 

Bis heute wird Energie gewonnen, indem man Rohstoffe verbrennt, die nie

 

 

wieder nachwachsen. Aus nachwachsenden Rohstoffen beziehungsweise aus nie

 

 

ausgehenden Rohstoffen wird heute noch kaum Energie gewonnen. Nur

 

 

vereinzelt sieht man Windkraftwerke, Wasserkraftwerke, Solaranlagen, .......

 

 

Doch ist das nicht der falsche Weg? Ist es richtig, dass die Luft immer stärker

 

 

durch Abgase verschmutzt wird? Sollen wir wirklich das gesamte Erdöl

 

 

verbrauchen, damit wir unseren Spaß am Autofahren haben? Wahrscheinlich

 

 

schon. Auch wenn es unseren Kindern gegenüber unfair klingen mag, doch ehe

 

 

nicht alles verbraucht und kaputt ist, wird die Menschheit nicht begreifen, dass

 

 

es sehr wohl auch andere, wahrscheinlich bessere Wege, gäbe.

 

 

Diese Arbeit soll Ihnen nun die verschiedenen Wege, um umweltfreundlich

 

 

Energie zu gewinnen, zeigen und beschreiben. Vielleicht gibt sie Ihnen auch ein

 

 

paar Denkanstöße für diverse Umbauten bei Ihnen zu Hause.

 

 

Zu den einzelnen Systemen könnte man noch wesentlich mehr schreiben, doch

 

 

um es übersichtlich zu behalten, wird Ihnen nur das Wichtigste mitgeteilt.

 

 

 

 

Umweltbewusste Energiegewinnung:

 

 

 

 

Heute gibt es bereits viele verschiedene Möglichkeiten, um umweltfreundlich

 

 

Energie zu gewinnen. Zum Beispiel gibt es die bekannten Systeme wie

 

 

Solaranlagen, Windkraftanlagen, Wasserwerke, Brennstoffzellen, usw. Weiters

 

 

gäbe es auch noch Möglichkeiten, die weniger bekannt sind. Wie zum Beispiel

 

 

die Nutzung der Meerestemperaturunterschiede, der Wärme des Magmas, usw.

 

 

In dieser Arbeit werden Ihnen nur die heute bereits praktisch angewandten

 

 

Anlagen näher gebracht.

 

 

 

 

Solarenergieanlagen:

 

 

 

 

Allgemein unterscheidet man Solaranlagen zur Stromerzeugung und Anlagen

 

 

für die Erwärmung des Trink- bzw. Brauchwassers. Beide Typen nutzen die

 

 

Energie der Sonneneinstrahlung. Das eine System benötigt die Wärme der

 

 

Sonneneinstrahlung, das andere die Energie der Photonen (Lichtquanten).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Systeme zur Erwärmung des Wassers:

 

 

 

 

Hier führt man ein Rohr durch einen Sonnenkollektor und pumpt danach Wasser

 

 

hindurch. Auf Grund der Sonneneinstrahlung wird das Wasser erwärmt, und

 

 

diese Wärme wird danach durch einen Wärmetauscher an das Trink- bzw.

 

 

Brauchwassernetz weitergegeben. Es gibt aber auch Systeme, bei denen kein

 

 

Wärmetaucher verwendet wird. Dort ist der Verbraucher direkt über die Trinkbzw.

 

 

das Brauchwasserleitungen mit den Kollektor verbunden. Diese Lösung ist

 

 

allerdings problematisch, da man im Winter etwas Frostschutz in die Leitungen

 

 

einbringen sollte. Glykol ist bekanntlich ein Bestandteil des Frostschutzes, und

 

 

das ist für den Menschen giftig.

 

 

 

 

Im Wesentlichen unterscheidet man 3 Systeme:

 

 

 

 

Ø      Systeme ohne Umlauf: Hier wird das Wasser unter dem Kollektor

 

 

nicht bewegt, die Wärme wird mittels eines Wärmetauschers an das

 

 

Brauchwassernetz weitergegeben.

 

 

Ø      Systeme mit Schwerkraftumlauf: Hier wird das Wasser durch die

 

 

Gesetze der Schwerkraft in Kreislauf gehalten. Dies geschieht meistens

 

 

mit Höhenunterschieden zwischen den einzelnen Elementen. Hier kann

 

 

man zusätzlich noch variieren, zwischen einem System mit oder ohne

 

 

Wärmetauscher.

 

 

Ø      Systeme mit Zwangsumlauf: Hier wird das Wasser durch eine Pumpe

 

 

in Bewegung gehalten. Man kann wiederum wählen, zwischen den

 

 

Systemen mit oder ohne Wärmetauscher.

 

 

Bei den Kollektoren gibt es verschiedenste Bauweisen. Hier sollte man den für

 

 

sein Haus am günstigsten Kollektor auswählen.

 

 

Ein praktisches System mit Zwangsumlauf kann folgendermaßen aussehen:

 

 

 

 

 

 

Anwendungsbereiche:

 

 

Ø      In Wohnhausanlagen

 

 

Ø      In Bürogebäuden

 

 

Vorteile:

 

 

Ø      Man spart Heizkosten

 

 

Nachteile:

 

 

Ø      Teure Anschaffung

 

 

Ø      Wetterabhängig

 

 

Ø      Im Winter Frostgefahr

 

 

 

 

Systeme zur Stromerzeugung:

 

 

 

 

Grundsätzliche Wirkungsweise:

 

 

 

 

Durch einen dotierten Halbleiter wie zum Beispiel Silizium, erhält man eine “p

 

 

– dotierte“ Schicht mit einem Überschuß an freien positiven Ladungsträgern und

 

 

eine “n – dotierte“ Schicht mit negativen Ladungsträgern und eine n-/p-

 

 

Grenzschicht. Nun gibt es in dem Kristallgitter eine Fehlstelle, ein sogenanntes

 

 

Loch. Dieses hat eine positive Ladung, die der Ladungsgröße eines Elektrons

 

 

entspricht. Damit wirkt es auf ein Elektron ein, was dazu führt, daß sich dieses

 

 

aus seiner Bindung löst und das Loch besetzt. Dadurch entsteht wieder ein Loch,

 

 

welches seinerseits auf ein Elektron wirkt. Dadurch verlässt ein weiteres

 

 

Elektron seinen alten Platz, besetzt das Loch und hinterläßt eine Fehlstelle. Im

 

 

Prinzip ein Kreislauf ohne Ende. Dadurch entsteht an der Trennschicht ein

 

 

elektrisches Feld.

 

 

Treffen nun Photonen (Lichtquanten  = massenlose Elementarteilchen) auf

 

 

die dotierte Silizium - Schicht, werden durch die Energie der Photonen, aus

 

 

dem Atomverband des Kristalls, Elektronen gelöst. Diese werden durch das

 

 

elektrische Feld sortiert. Es entsteht eine Potentialdifferenz und damit an den

 

 

äußeren Anschlußkontakten auch eine Spannung, so daß bei Anschluß eines

 

 

Verbrauchers ein Strom fließen kann (siehe Abb.2).

 

 

 

 

 

 

Solarmodule:

 

 

 

 

Die derzeit üblichen kristallinen Solarzellen von 100 x 100 mm Größe geben

 

 

bei voller Einstrahlung eine Leistung von cirka 1,5 Watt bei einem Strom von

 

 

etwa 2,5A ab. Um unter diesen Bedingungen zu technisch nutzbaren

 

 

Leistungen zu gelangen und um das hochempfindliche Silizium - Plättchen

 

 

zu schützen, ist es notwendig mehrere Solarzellen zu einem Solarmodul zu

 

 

verschalten. Diese haben meist eine Vorderabdeckung aus Glas, eine

 

 

Rückseitenabdeckung und einen Rahmen. Diese Außenbauteile sollen das

 

 

Solarmodul vor extremer Witterung und Beschädigung beschützen.

 

 

Solche Module bestehen meist aus zehn bis 40 einzelnen Zellen. Je nach

 

 

Spannungs- und Strombedarf lassen sich die Zellen des Moduls in Reihe

 

 

(Spannungen addieren sich; Stromstärke ist konstant) oder parallel

 

 

(Stromstärken addieren sich; Spannung ist konstant) schalten.

 

 

Die maximale Leistung von Solarzellen und -modulen, wird in Wattpeak (Wp)

 

 

angegeben. Um diese zu erreichen, müssen aber Bedingungen herrschen, die

 

 

eher selten vorkommen. Nämlich eine Einstrahlung von 1000W/m², eine

 

 

Zellentemperatur von 25C° und ein Lichtspektrum mit der Stärke 1,5.

 

 

Allgemein lässt sich sagen, dass die Leistung einer Solarzelle stark abhängig

 

 

von der Temperatur der Zelle ist. Denn pro Grad Temperaturerhöhung sinkt die

 

 

Spannung um mehr als 0,5%, der Strom steigt um ca. 0,05%. Für die Leistung

 

 

wirkt sich gerade die Spannungsabhängigkeit stark aus, was bedeutet, dass die

 

 

Leistung auch um ca. 0,5% sinkt, wenn die Zelle um 1 Grad wärmer wird.

 

 

Mehrere Zusammengeschaltete Module ergänzen sich zu einem PV – Generator

 

 

(Solargenerator).

 

 

Ein im Haushalt gebräuchliches Stromnetz mit PV Generator sieht zum Beispiel

 

 

so aus:

 

 

 

 

Der Wechselrichter wird dazu benötigt, um den von der Solarzelle erzeugten Gleichstrom in netzfähigen Wechselstrom zu verwandeln.

 

 

 

 

 

 

Anwendungsbereiche:

 

 

 

 

Ø      In Wohnhausanlagen

 

 

Ø      In Bürogebäuden

 

 

Ø      In Fahrzeugen

 

 

Vorteile:

 

 

Ø      Umweltfreundliche Energiegewinnung

 

 

Ø      Man ist von keinem Stromnetzbetreiber abhängig

 

 

Ø      Man kann in das öffentliche Netz Strom einspeisen und bekommt dafür Geld

 

 

Nachteile:

 

 

Ø      Im Winter ist die Sonneneinstrahlung nicht optimal

 

 

Ø      Teuer in der Anschaffung

 

 

 

 

Windkraftanlagen :

 

 

 

 

Funktionsweise:

 

 

 

 

Ein Windrad funktioniert nur deshalb, weil es dem Wind Leistung

 

 

beziehungsweise Energie entzieht. Dies geschieht dadurch, da die Luftströmung

 

 

am Windrad stark abgebremst wird, und beschleunigte Teilchen, in dem Fall

 

 

abgebremste Teilchen (negativ beschleunigte), geben Energie ab. Ein Windrad

 

 

mit 100% Wirkungsgrad ist nicht möglich, da sonst die Luft komplett

 

 

abgebremst würde und unmittelbar beim Windrad stehen würde. Bekanntlich

 

 

laufen Strömungen immer den Weg des geringsten Widerstandes, aber stehende

 

 

Luft ist ein zu großer Widerstand, und deshalb würde die nachkommende

 

 

Luftströmung einen anderen Luftkanal nehmen und das Windrad könnte nicht

 

 

die gewünschte Leistung erzielen. Der theoretisch maximale Wirkungsgrad nach

 

 

Albert Betz ist 59,3%. Dies ist allerdings auch nur ein rechnerisches Ergebnis

 

 

und kann in der Praxis niemals erreicht werden, da die Flügelform noch nicht

 

 

perfekt ist, wir mit Getriebeverlusten rechnen müssen, das Nabenlager Reibung

 

 

erzeugt und weil im Generator Umwandlungsverluste zu verzeichnen sind.

 

 

 

 

Standorte:

 

 

 

 

Den richtigen Standort für Windräder zu finden ist äußerst schwierig. Da sollten

 

 

keine Bäume, Häuser oder andere Hindernisse in unmittelbarer Nähe sein,

 

 

welche Wirbelzonen erzeugen und damit die Windkraftanlage stören. Als

 

 

nächstes muss man darauf achten, dass man eine bestimmte Mindest-

 

 

Jahresdurchschnitts- Windgeschwindigkeit einhält. Allerdings sollte diese

 

 

Geschwindigkeit wirklich über das gesamte Jahr eingehalten werden, und nicht

 

 

nur im Winter soviel Wind wehen, dass der Durchschnitt erreicht wird, denn

 

 

sonst würde das Windrad im Sommer keinen Strom erzeugen können oder

 

 

andere Geräte antreiben können. Als nächstes ist darauf zu achten, dass man

 

 

nicht in unmittelbarer Nähe eines Hauses ein solches Windrad baut. Erstens

 

 

wegen der oben genannten Wirbelzonen und zweitens können Windräder Lärm

 

 

verursachen, der ungefähr 50 Dezibel erreicht.

 

 

Gute Standorte sind in Amerika gefunden worden, und deshalb errichtete man

 

 

dort gleich riesige Windparks die doch einigen Strom erzeugen.

 

 

Wenn man ein kleines Windrad bei sich zu Hause errichten will, sollte man es

 

 

nicht am Dach montieren, da das Windrad Schwingungen erzeugt, die unter

 

 

anderem den Dachgiebel zerstören können, aber bei einer bestimmten Frequenz,

 

 

nämlich der Eigenfrequenz des Hauses, den Einbruch von diesem bewirken

 

 

kann.

 

 

 

 

Typen:

 

 

 

 

Grundsätzlich unterscheidet man Darrieus – Rotoren und horizontal laufende

 

 

Windräder.

 

 

 

 

Horizontal laufende Windräder:

 

 

 

 

Bei diesen Typen ist zu erwähnen, dass eine bestimmte Windstärke erforderlich

 

 

ist, damit das Windrad arbeitet (der Generator benötigt eine Mindestdrehzahl,

 

 

und andere mechanische Antriebe benötigen auch eine bestimmte Drehzahl),

 

 

dass aber auch nicht zu starker Wind herrschen darf, da sonst ein dafür

 

 

konstruierter Schalter das Windrad ausschaltet und somit eine Überlastung des

 

 

Generators beziehungsweise die Zerstörung der Teile verhindert. Aus welcher

 

 

Richtung der Wind kommt ist egal. Diese Windräder sind meist an einem Mast

 

 

in gewisser Höhe montiert, damit sie den erforderlichen Wind erhalten.

 

 

Im Wesentlichen unterscheidet man hier zwei Typen: Langsamläufer und

 

 

Schnellläufer.

 

 

 

 

Langsamläufer:

 

 

 

 

Diese haben meistens viele, im Querschnitt etwas schwächere

 

 

Flügel. Diese Flügel addieren sich zu einer großen Flügelfläche,

 

 

und eine solche hat ein sehr großes Anlaufmoment. Das bedeutet,

 

 

dass ein relativ leichter Wind wehen muss, um es in Gang zu

 

 

bringen. Dieser Typ ist eher für niedrigere Drehzahlen gebaut.

 

 

Deshalb verwendet man diese Typen eher für langsame Antriebe

 

 

wie zum Beispiel Pumpen und so etwas. Für die Stromerzeugung ist

 

 

dieser Typ nicht geeignet, da ein Generator mindestens 800 – 3000

 

 

Umdrehungen pro Minute benötigt, um Strom zu erzeugen. Es

 

 

wurde versucht, mit einer dementsprechenden Übersetzung diese

 

 

hohen Drehzahlen zu erreichen, doch von dem kam man wieder ab,

 

 

da der Wirkungsgrad eines Getriebes zu schlecht dazu ist.

 

 

Diese Anlagen können etwa 20 – 30% der im Wind enthaltenen

 

 

Energie nutzen.

 

 

 

 

Schnellläufer:

 

 

 

 

Diese Typen haben meist zwei bis vier schlanke, aerodynamische

 

 

geformte Flügel. Dadurch ergibt sich eine kleine Flügelbeziehungsweise

 

 

Blattfläche und somit ein geringes Anlaufmoment.

 

 

Das bedeutet wiederum, dass ein etwas stärkerer Wind zum Anlauf

 

 

erforderlich ist als beim Langsamläufer. Diese Typen erzeugen

 

 

relativ hohe Drehzahlen und sind deshalb sehr gut zur

 

 

Stromerzeugung geeignet, da der Generator mit diesen Drehzahlen

 

 

nun auch arbeiten kann. Je weniger Flügel man verwendet und je

 

 

schmaler das Profil der Flügel ist, desto größer wird die Drehzahl

 

 

und somit die Leistung des Generators. Man machte bereits

 

 

Versuche, einblättrige Windräder mit Gegengewichten zu

 

 

verwenden, doch diese waren nicht rentabler als zweiblättrige. Die

 

 

Herstellung von zweiblättrigen Windanlagen ist auch leichter, da

 

 

das einblättrige Rad mit dem Gegengewicht extrem gut gewuchtet

 

 

sein muss, damit die Nabenlager nicht zusätzlich beansprucht

 

 

werden.

 

 

In der Praxis werden häufig Windräder mit zwei Flügel verwendet,

 

 

da sie um einiges leichter zu bauen sind als diese mit drei

 

 

beziehungsweise vier Flügeln.

 

 

Solche Typen können cirka 30 – 50% der Windenergie verwerten

 

 

und umwandeln.

 

 

 

 

Darrieus – Rotoren:

 

 

 

 

Diese Windräder sehen im Wesentlichen wie Zwiebelschalen aus. Aus welcher

 

 

Richtung der Wind kommt ist auch hier egal. Diese Rotoren haben den Vorteil,

 

 

dass sie nicht in einer gewissen Höhe montiert werden müssen, sondern dass sie

 

 

auch in Bodennähe funktionieren. In Westeuropa gilt dieser Rotor als veraltet,

 

 

und wird kaum mehr benutzt. Aber in den Entwicklungsländern spielt diese

 

 

Anlage noch eine nicht unwesentliche Rolle bei der Energieerzeugung.

 

 

 

 

Dieser Darrieus Rotor sieht in etwa so aus.

 

 

 

 

Anwendungsgebiete von Windrädern:

 

 

 

 

Ø      Für Netzbetreiber wie EVN

 

 

Ø      Für den Privathaushalt

 

 

 

 

Vorteile von Windrädern:

 

 

 

 

Ø      Wind ist eine Energiequelle, die nie ausgeht.

 

 

Ø      Mit Hilfe von Wind kann man Energie erzeugen, ohne dabei auf

 

 

fossile Brennstoffe oder Atomenergie zurückgreifen zu müssen, was

 

 

natürlich sehr umweltfreundlich ist.

 

 

Ø      Sie erzeugen keine Abgase oder andere Stoffe, die die Umwelt

 

 

zerstören.

 

 

 

 

Nachteile von Windrädern:

 

 

 

 

Ø      Geräusche: Viele Menschen, die in der Nachbarschaft von

 

 

Windkraftanlagen wohnen, fühlen sich durch die Geräusche, die die

 

 

Rotorenblätter beim Drehen verursachen, gestört.

 

 

Ø      Verunstaltung der Landschaft: Durch die Größe der

 

 

Windenergieanlagen wird eine relativ große Fläche benötigt. Die

 

 

Fläche rund um die Türme kann landwirtschaftlich genutzt werden,

 

 

man muß sich jedoch erst an den Anblick der großen Türme

 

 

gewöhnen.

 

 

Ø      Beeinträchtigungen im Windschatten der Anlagen: Es kommt vor, daß

 

 

zum Beispiel das Fernsehbild bei Empfängern, die im Windschatten

 

 

der Windenergieanlagen stehen, flackern. Außerdem weiß man auch

 

 

noch nicht, inwiefern Veränderungen durch den ständigen Austausch

 

 

der Luftschichten eintreten können.

 

 

Ø      Das Preis- Leistungsverhältnis ist noch nicht optimal.

 

 

 

 

 

 

Wasserkraftwerke :

 

 

 

 

Funktionsprinzip:

 

 

 

 

Die Wirkungsweise von Wasserkraftwerken beruht auf der Strömungskraft des

 

 

Wassers. Deshalb kann man solche Kraftwerke auch nur an Flüssen bauen. Das

 

 

Wasser eines Flusses wird durch einen schmalen Kanal geleitet, und durch den

 

 

Druck des Wassers wird eine Turbine angetrieben. Durch diese Turbine wird

 

 

wiederum ein Generator angetrieben, der Strom erzeugt.

 

 

Eine Turbine arbeitet ähnlich den Windkraftwerken. Die Flügel der Turbine

 

 

bremsen die Flussströmung ab, und beschleunigte oder bewegte Teilchen

 

 

besitzen Energie, die sie dann an die Turbine weitergeben. Die Turbine wandelt

 

 

diese Energie in eine Drehbewegung um.

 

 

 

 

Standorte:

 

 

 

 

Ø      In großen Flüssen wie zum Beispiel der Donau. (zum Beispiel in Ybbs

 

 

oder in Linz)

 

 

Ø      An kleineren Bächen, für den Privathaushalt.

 

 

Ø      An kleineren Bächen in etwas abgewandter Form (Wassermühlen) für

 

 

Bäckereien usw. (vor allem früher verwendet)

 

 

 

 

Vorteile:

 

 

 

 

Ø      Umweltfreundliche Energieerzeugung

 

 

Ø      Relativ guter Wirkungsgrad

 

 

Ø      Solche Kraftwerke kann man manchmal auch als Brücke über große

 

 

Flüsse verwenden.

 

 

 

 

Nachteile:

 

 

 

 

Ø      Teure Anschaffung

 

 

Ø      Wartung nötig

 

 

 

 

Brennstoffzelle:

 

 

 

 

In Brennstoffzellen kann chemische Energie mit hohem Wirkungsgrad und

 

 

minimalen Emissionen direkt in elektrischen Strom umgewandelt werden. Einer

 

 

Brennstoffzelle werden dazu kontinuierlich gasförmige Brennstoffe (z.B.:

 

 

Wasserstoff oder Erdgas) und Luft zugeführt.

 

 

 

 

 

 

 

 

Funktionsprinzip:

 

 

 

 

Das Grundprinzip wird durch die räumliche Trennung der Reaktionspartner

 

 

durch einen ionenleitfähigen Elektrolyten verwirklicht, der auf beiden Seiten mit

 

 

porösen Elektroden (Anode und Kathode) in Kontakt steht. Auf diese Weise

 

 

läuft die chemische Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff nicht

 

 

explosionsartig als Knallgasreaktion ab, sondern wird kontrolliert durchgeführt,

 

 

so dass der Elektronenaustausch zwischen den Reaktionspartnern über einen

 

 

äußeren Stromkreis erfolgt und dabei elektrische Energie liefert.

 

 

 

 

 

 

Die Brennstoffzelle ist für die umweltfreundliche Stromerzeugung und für

 

 

einen emissionsarmen Fahrzeugantrieb sehr gut geeignet und kann in

 

 

der zukünftigen Energieversorgung eine zentrale Rolle spielen.

 

 

Eine Brennstoffzelle erreicht Wirkungsgrade von bis zu 60%.

 

 

 

 

Der Einsatz von Brennstoffzellen im mobilen Bereich:

 

 

 

 

Der heutige Bedarf an Mobilität führt zu einer immensen Verkehrsbelastung

 

 

und damit zu extremen Emissionen im Straßenverkehr. Elektrofahrzeuge

 

 

haben am Fahrzeug selbst keine Emissionen, besitzen aber mit

 

 

Batteriespeicher eine relativ geringe Reichweite bei langen Ladezeiten.

 

 

Brennstoffzellen im Automobil können elektrischen Strom sehr effizient direkt

 

 

aus chemisch gespeicherter Energie gewinnen. Etwa 70% aller Autofahrten erfolgen im Stadtverkehr. Da die Brennstoffzelle einen hohen Wirkungsgrad bei einer Teillastbeanspruchung, wie es in der Stadt ist, hat, könnte man dort die Emissionen deutlich reduzieren.

 

 

Wird Wasserstoff als Energieträger verwendet, so ist das Auto sogar emissionsfrei, da lediglich Wasser produziert wird. Um Wasserstoff im Fahrzeug lagern zu können, benötigt man aber voluminöse und schwere Wasserstoffdrucktanks. Günstig wäre es, würde man diese Brennstoffzellen mit Alkoholen wie zum Beispiel Methanol betreiben.

 

 

 

 

Anwendungsbereiche:

 

 

 

 

Ø      Energieerzeugung im Haushalt

 

 

Ø      Bei Fahrzeugen

 

 

 

 

Vorteile:

 

 

 

 

Ø      Umweltfreundlich

 

 

Ø      geruch- und geräuscharm

 

 

 

 

Nachteile:

 

 

 

 

Ø      Teure Anschaffung

 

 

Ø      Die Lagerung von Wasserstoff ist zur Zeit noch schwer

 

 

 

 

Wasserstoffantrieb :

 

 

 

 

Der Wasserstoffantrieb ist eine weitere Möglichkeit, sein Auto

 

 

umweltfreundlich in Betrieb zu nehmen.

 

 

 

 

Funktionsprinzip:

 

 

 

 

Ein Wasserstoffmotor funktioniert im Prinzip wie ein normaler

 

 

Benzinverbrennungsmotor, nur dass als Brennstoff Wasserstoff verwendet wird.

 

 

 

 

Herstellung von reinem Wasserstoff:

 

 

 

 

Um reinen Wasserstoff zu erhalten, muss man zuerst eine Elektrolyse mit

 

 

Wasser durchführen. Diese benötigt relativ viel Energie und ist ziemlich

 

 

aufwendig. Danach muss man den Wasserstoff entweder flüssig in ein

 

 

tiefgekühlten Tankbehälter unterbringen, oder man füllt es in einen Behälter mit

 

 

Metallhydrid. Dieses Material saugt den Wasserstoff auf, und es ist keine

 

 

zusätzliche Kühlung notwendig. Beim Tanken von Wasserstoff ist stets darauf

 

 

zu achten, dass sich auf keinen Fall Sauerstoff mit dem Wasserstoff vermengt,

 

 

da es sonst zu einer Explosion kommt. Meistens wird über ein Vakuumsystem

 

 

getankt, um etwaige Schwierigkeiten zu vermeiden. Außerdem muss ein Tank

 

 

zu 100% dicht sein, da Wasserstoff stark flüchtig ist und sonst entweichen

 

 

würde. Das bedeutet auch, dass man für den Motorblock spezielle Materialien

 

 

benötigt, da man sonst mit einem großen Treibstoffverlust zu rechnen hat.

 

 

 

 

Resümee:

 

 

 

 

Heute ist ein Wasserstoffantrieb weder wirtschaftlich noch sinnvoll.

 

 

Es würden zu große Kosten bei der Anschaffung des Wasserstoffs, der Lagerung

 

 

und auch beim Fahrzeugumbau auftreten.

 

 

 

 

Anwendungsgebiete:

 

 

 

 

Ø      Fahrzeuge

 

 

 

 

Vorteile:

 

 

 

 

Ø      Umweltfreundlich

 

 

 

 

Nachteile:

 

 

 

 

Ø      Teure Anschaffung

 

 

Ø      Schwierige Lagerung

 

 

Ø      Gefahr beim Tanken

 

 

 

 

Zukunftsperspektiven :

 

 

 

 

Diese Angaben beruhen hauptsächlich auf dem Delphi Report. Das ist eine

 

 

Umfrage, bei der Wissenschaftler zu einem bestimmten Thema über die Zukunft

 

 

befragt werden.

 

 

Es wird erwartet, dass es im Jahr 2002 große Busse und Lastwagen gibt, die mit

 

 

Alkohol als Haupttreibstoff angetrieben werden und deren Abgase entsprechend

 

 

sauber sind.

 

 

Außerdem wird im selben Jahr erwartet, dass die Energiegewinnung aus

 

 

Biomasse weltweit allgemeine Anwendung findet.

 

 

Im Jahr 2004 wird die Wärme heißer Gesteinsmassen durch eine geothermische

 

 

Energiegewinnungstechnik genutzt.

 

 

Solarzellen finden wahrscheinlich im Jahr 2006 in privaten Haushalten

 

 

allgemeine Verwendung.

 

 

Kraftfahrzeuge und Maschinen, die statt Benzin oder Alkohol Wasserstoff als

 

 

Treibstoff verwenden, werden im Jahr 2010 allgemein eingesetzt.

 

 

Brennstoffzellen, die Methanol verwenden, finden als umweltfreundliche,

 

 

hocheffiziente und transportable Stromquellen, z.B. für Elektroautos, cirka im

 

 

Jahr 2011 allgemeine Verwendung.

 

 

2016 wird eine Technik entwickelt, mit der die Wärme des Magma Reservoirs

 

 

in elektrischen Strom umgewandelt werden kann.

 

 

Die Temperaturunterschiede des Meerwassers können voraussichtlich ab 2017

 

 

zur Elektrizitätsgewinnung genutzt werden.

 

 

Schlusswort:

 

 

 

 

Ich denke, dass man heute bereits versuchen sollte, möglichst auf alternative

 

 

Energiequellen umzusteigen. Dass wird zwar in den ersten Jahren teurer sein als

 

 

die herkömmliche Art und Weise, doch ist es langfristig die sozialere und

 

 

bessere Lösung. Außerdem hoffe ich, dass man bald möglichst billige, neue

 

 

Materialien entdeckt, sodass auch die vorhin beschriebenen Anlagen etwas

 

 

billiger werden. Heute wäre es eine gute Entscheidung, würden mehrere

 

 

Stromanbieter auf Wind- oder Wasserkraftwerke umsteigen. Ich denke, dass wir

 

 

in Österreich dazu genug Platz haben und es uns auch leisten könnten etwas

 

 

mehr für den Strom zu bezahlen. Ich hoffe auch, dass die Technologien und

 

 

Schätzungen, die vorhin genannt wurden, etwas früher als geschätzt eintreffen.

 

 

Das würde die Umweltsituation wesentlich verbessern.

 

 

Zu den Windkraftanlagen wollte ich noch hinzufügen, dass diese zwar nicht

 

 

besonders schön sind, aber man durchaus noch mehr davon bauen und gut

 

 

verteilt montieren könnte. So würde man die Landschaft nicht wesentlich

 

 

unattraktiver machen.

 

 

 

 

Quellen:

 

 

 

 

Fachliteratur:

 

 

Zukunftsenergien (TELEPOLIS) von Craig Morris

 

 

Erneuerbare Energien und Alternative Kraftstoffe. Mit neuer Energie in die Zukunft von Sven Geitmann

 

 

Internetadressen:

 

 

Solid Homepage: www.solid.de

 

 

HTL Wien 10 Homepage: www.htlwien10.asn-wien.ac.at

 

 

TU – München Homepage: www.physik.tu-muenchen.de

 

 

Neuweiler AG Homepage: www.neuweilerag.ch

 

 

Autor: labernet
Geschrieben am: 06.04.2006, 20:34 Uhr
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