Arten der erneuerbaren energien - Übersicht

Photovoltaik-Zellen

Photovoltaische Zellen (auch Solarzellen genannt), sind elektrische Bauelemente, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt. Es gibt viele verschiedene Zelltypen - es wird Halbleitermaterial oder Elemente aus der Zelltechnologie verwendet. Das wichtigste Halbleitermaterial ist Silicium - daraus wurden 2013 ca. 90% aller hergestellten Solarzellen weltweit gefertigt.

Umgangssprachlich werden auch Elemente eines Sonnenkollektors als Solar- oder Photovoltaikzelle bezeichnet, diese erzeugen aber keinen elektrischen Strom, sondern nur Prozessorwärme, deren Energie dann in Warmwasserspeichern gespeichert wird.

Photovoltaik

Unter Photovoltaik (oder auch Fotovoltaik) versteht man die direkte Umwandlung von Lichtenergie - in den meisten Fällen Sonnenlicht - in elektrische Energie. Dies wird mit Solarzellen durchgeführt. Photovoltaik wird seit 1958 in der Raumfahrt genutzt, aber auch auf der Erde findet sie immer mehr Gebrauch - beispielsweise auf Dachflächen und Parkscheinautomaten, aber auch in Taschenrechnern, an Schallschutzwänden, Freiflächen und sogar auch dem Wasser.

Wasserkraft

Die Wasserkraft (oder Hydroenergie) ist eine regenerative Energiequelle. Mit Hilfe von Wasserkraftmaschinen wird die potenzielle oder kinetische Energie in mechanische Arbeit umgewandelt. Bis zum 20. Jahrhundert wurde Wasserkraft hauptsächlich in Mühlen genutzt; heutzutage wird elektrischer Strom fast immer mit Hilfe von Generatoren erzeugt. 2011 war die Wasserkraft nach der Verstromung von Kohle und Erdgas und vor der Kernenergie die drittbedeudtenste Form der Stromproduktion.

Windkraftanlagen

Eine Windkraftanlage wandelt die Energie des Windes in elektrische Energie um diese in ein Stromnetz zu bekommen.Heutige Windenergieanlagen werden mit Netzanschluss oder über Leistungselektronik betrieben. Die Anlagen können außerdem in jeder Klimazone stehen. Eine einzige Windkraftanlage kann mehr als 2000 Haushalte mit Strom versorgen.

Windkraft

Als Windkraft oder auch Windenergie versteht man die Umwandlung des Windes in elektrische Energie. Die Energie wird bereits seit dem Altertum genutzt um sie für technische Zwecke zu Verwenden. Die Windenergie half Korn zu mahlen oder auch Grundwasser an die Erdoberfläche zu befördern. Die Windkraft trägt auch einiges zum Klimaschutz bei. Allein in Österreich vermeidet die Windkraft 4,3 Millionen Tonnen CO₂, dies entspricht etwa dem CO₂ Ausstoß von 1,9 Millionen Autos.

Geothermie

Geothermie heißt übersetzt: Die Lehre/ Wissenschaft der Wärme und der Verteilung der Temperatur im Erdkörper. Im zugänglichen Teil der Erdkruste ist die Erdwärme (thermische Energie) gespeichert. Diese wurde aus dem Zerfall von Rodioisotope im Gestein der Erdkruste gewonnen. Die Wärme kann man mithilfe von Wärmepumpen direkt genutzt werden. Die Geothermie wird schon seit Ewigkeiten genutzt. Kelten, Gallier, Römer und Germanen nutzten die Geothermie in Thermalquellen. 1913 entstand das erste Erdwärmekraftwerk der Welt.

Solarenergie

Als Sonnenenergie oder Solarenergie bezeichnet man die Energie der Sonnenstrahlung, die in Form von elektrischem Strom, Wärme oder chemischer Energie technisch genutzt werden kann.

Solarenergie ist jedoch der Überbegriff für solche Methoden. Darunter fällt auch Photovoltaik, zu diesem Thema findet man auch eine kurze Erklärung.

Laufkraftwerke

Laufkraftwerke werden meist an fließenden Gewässern gebaut. Diese besitzen dann ein natürliches oder ein künstliches Gefälle. Die Energie, die erzeugt wird, ist von folgenden Faktoren abhängig: Höhe des Gefälles, Wassermenge und momentaner Zufluss. Da die meisten der österreichischen Flüsse ein relativ großes Gefälle besitzen, ist die Stromerzeugung in unserem Land auch dementsprechend hoch. Laufkraftwerke speichern das Wasser, anders als Speicherkraftwerke, nicht direkt.

Das fließende Wasser treibt eine Turbine an, durch die Bewegung der Turbine wird die entstande Energie an einen Generator weitergeleitet. Im Gegensatz zu Speicherkraftwerken sind Laufkraftwerke ständig in Betrieb. Das liegt daran, dass sie Energie nicht speichern können, somit dienen sie hauptsächlich der Grundstromerzeugung. Außerdem helfen solche Laufkraftwerke nicht nur bei der Energie- und Stromerzeugung, sondern sie bilden sogleich auch einen Schutz vor Hochwasser.

Speicherkraftwerke

Speicherkraftwerke speichern elektrische Energie in Form von potenzieller Energie (Lageenergie) von Oberflächenwasser.

Wie der Name dieses Wasserkraftwerkes schon sagt, ist sein Nutzen, Wasser über einen längeren Zeitraum - das können Stunden, Tage, aber auch Wochen oder Monate sein - in einem Speicherbecken zu speichern. Bei zu großer Stromproduktion wird das Wasser also gespeichert, dadurch wird keine neue Energie erzeugt. Wenn wieder Energie erzeugt werden soll, so lässt man das Wasser wieder fließen. Dieses kommt dann in ein tiefer liegendes Turbinenbecken, über die Bewegung der Turbinen entsteht dann Strom.

Speicherkraftwerke sind nicht immer in Verwendung! Nur zu Spitzenzeiten der Stromnutzung werden sie “aktiviert”. Daher dienen sie also nicht der Grundstromversorgung.

Man unterscheidet außerdem Tages-, Wochen-, Monats- und Jahresspeicher. Der Name ist davon abhängig, wie oft das Speicherbecken entleert wird. In den Alpen zum Beispiel befinden sich vorzüglich Jahreskraftwerke, da es dort im Sommer aufgrund der vielen Schneemassen im Winter große Mengen an Schmelzwasser gibt.

Gezeitenkraftwerke

Ein Gezeitenkraftwerk ist ein Wasserkraftwerk, das potenzielle und kinetische Energie aus dem Tidenhub des Meeres in elektrischen Strom umwandelt. Der Tidenhub ist der Unterschied zwischen dem Scheitelpegel (Hochwasser) und dem untersten Pegelstand (Niedrigwasser). Letzten Endes entnehmen Gezeitenkraftwerke ihre Energie der Erddrehung mit Hilfe der Anziehungskraft des Mondes und der Sonne auf die Erde.

Osmosekraftwerke

Ein Osmosekraftwerk (auch Salzgradientenkraftwerk genannt) ist ein Kraftwerk, das den Unterschied im Salzgehalt zwischen Süß- und Salzwasser (Meerwasser) nutzt, um daraus Energie zu gewinnen und Strom zu erzeugen. Erstmals kam die Idee, die Osmoseenergie technisch auszunutzen, in den 1970er Jahren auf; konkrete Forschungs- und Entwicklungsprojekte gibt es seit der zweiten Hälfte der 1990er Jahren. Als weltweit erster Prototyp eines Osmosekraftwerks wurde 2009 am Oslofjord in Norwegen ein Kleinstkraftwerk in Betrieb genommen.

Bei einem Osmosekraftwerk wird die Kraft der Osmose genutzt um saubere Energie zu gewinnen. In diesem Beispiel wird die Energie der Osmose genutzt, um eine Turbine anzutreiben und Strom zu erzeugen.