Energiegewinnung
Alternative Energiequellen
Ich möchte heute ein Referat über alternative Energien halten, weil ich finde, dass es sehr wichtig ist, fossile Brennstoffe wie Öl und Erdgas nicht unnötig zu verschwenden.
Aufbau: Zuerst werde ich etwas über den Energiebedarf der Menschheit erzählen, und danach werde ich einige alternative Energieformen vorstellen.
Energiebedarf der Menschheit Der technische Fortschritt war im Laufe der Menschheitsgeschichte neben einigen anderen Aspekten auch dadurch gekennzeichnet, daß immer ergiebigere Energiequellen entdeckt und ausgebeutet wurden. In unser heutigen Zeit der hochindustriealisierten Gesellschaft beträgt der Energiekonsum über 250 kWh pro Person und Tag. Seit den 70er Jahren stellt man sich allerdings immer häufiger die Frage, ob das industrielle Wachstum nicht bald an seine Grenzen stoßen könnte, weil die Energiereserven eines Tages erschöpft seien werden. Deshalb versucht man heute immer mehr alternative Energien zu nutzen, um die Vorräte an fossilen Brennstoffen zu schonen.
Zu den alternativen Energien zählen:
1.) Kernkraft
In einem Kernkraftwerk wird in dem Reaktorkern Hitze erzeugt. Diese erhitzt wiederum Wasser und erzeugt dadurch Dampf. Der 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 wodurch eine Kettenreaktion entsteht. Diese Kettenreaktion wird durch Regelstäbe eingedämmt.
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 heut-
zutage in Salzstöcken gelagert.
2.) 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.
Diese Fakten sprechen für die Kernfusion doch um die Reaktion auszulösen müssen die Isotope mit sehr hoher Geschwindigkeit aufeinanderprallen. Um die Isotope auf diese Geschindigkeiten zu beschleunigen müssen Temperaturen von mehreren Millionen Grad erreicht werden. Eine zweite Möglichkeit diese Geschwindigkeiten zu erreichen ist die Isotope durch Magnetfelder zu beschleunigen doch auch hier muss man mehr Energie hineinstecken als man erhält.
Sollte man diese Möglichkeiten einmal wirtschaftlich Nutzen können wird dies den Energiebedarf der Erde für Jahrhunderte decken.
3.
) Erdwärme
Um Erdwärme zu nutzen muß man sehr tief bohren (bis zu 5000 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 und es entsteht Dampf. Dieser Dampf wird abgefangen und durch Turbinen geleitetet, die dann Generatoren antreiben um Strom herzustellen.
4.) 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.
Sie können deshalb meist nur an den Küsten oder in sehr flachen Gebieten betrieben werden. Diese Turbinen sind allerdings sehr laut und produzieren nicht viel Energie im Vergleich zu anderen Kraftwerken.
5.) Wasserkraft
Es gibt 3 Möglichkeiten Wasserkraft zu nutzen:
Durch Gezeitenkraftwerke:
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.
Durch Laufwasserkraftwerke:
Flüsse werden aufgestaut. Das gestaute Wasser fließt durch Turbinen und treibt diese an. Die entstehenden Stauseen können jedoch viel Natur zerstören und der Bau der Kraftwerke ist sehr Zeit- und Kostenintensiv.
Durch Speicherkraftwerke:
Diese Technik wird in Bergregionen angewandt. Es wird Wasser in sehr großen Höhen aufgestaut, und bei Energiebedarf werden die Schleusen geöffnet um Strom zu erzeugen.
6.
) Solarenergie
1.) Solarturmkraftwerke:
Die verwendeten Sonnenkollektoren bestehen aus 100m langen und 6m breiten parabolförmigen Rinnen, die aus hunderten Spiegelsegmenten geformt sind. Die von den Spiegeln reflektierte Sonnenstrahlung wird auf ein Glas- oder 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.
2.) Photovoaltik:
Die zukunftsweisendste Technik zur Energiegewinnung ist die Herstellung von Strom durch Photovoltaikanlagen.
Bei Photovoltaik werden hochreine Siliziumplatten eingesetzt, die unterschiedlich dotiert sind. Durch den Sonneneinfall werden Elektronen aus dem Kristallverband gerissen, und durch die Ladungsdifferenz entsteht eine Spannung. Jedoch beträgt der Wirkungsgrad bei dieser Methode lediglich 10-15%. Es werden aber immer bessere Solarzellen entwickelt.
Zukunftsaussichten:
Abschließend möchte ich sagen, dass es in Zukunft noch viel wichtiger sein wird auf erneuerbare Energien zurückzugreifen, weil ansonsten die Vorräte an fossilen Brennstoffen bald aufgebraucht sein werden.
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