Elektrische Energie

Was sind elektrische Energie und Strom?

Sprechen wir im Alltag von „Energie“, so ist damit in den meisten Fällen elektrische Energie gemeint. Diese Energieform ist besonders leicht und vielseitig einsetzbar und lässt sich auch über weite Entfernungen gut transportieren. Wie aber entsteht elektrische Energie und wie kann sie verwendet werden? Und ist elektrische Energie wirklich dasselbe wie Strom? Vegan Strom hat die Antworten auf diese Fragen!

 

Warum ist elektrische Energie so wichtig?

In unserer modernen Welt ist elektrische Energie die wichtigste Energieform. Das liegt daran, dass sich elektrische Energie vielseitig einsetzen und sich zudem mit geringen Verlusten in andere Energieformen umwandeln lässt. So erreichen die effizientesten Elektromotoren Wirkungsgrade von deutlich über 90 Prozent. Umgekehrt ist die Erzeugung elektrischer Energie aus anderen Energieformen, besonders aus kinetischer Energie, ebenso leicht und verlustarm möglich.

Elektrische Energie lässt sich zudem auch besonders einfach und verlustarm transportieren. Mit Hochspannung übertragener Gleichstrom verliert auf Strecken von vielen hundert Kilometern nur wenige Prozent seiner ursprünglichen Energie. „Energieverlust“ bedeutet dabei immer nur, dass ein Teil der eingesetzten Energie in thermische Energie umgewandelt wird, die für den Menschen nicht mehr nutzbar ist. Sie wird als Abwärme an die Umwelt abgegeben. Wirklich verloren geht sie jedoch nicht.

 

Elektrische Energie und Strom

Auch wenn die beiden Begriffe im Alltag häufig synonym verwendet werden, sind elektrischer Strom und elektrische Energie nicht dasselbe. Der elektrische Strom ist die Bewegung von Ladungsträgern und transportiert elektrische Energie, so wie eine Bewegung im Raum kinetische Energie transportiert. Ein elektrischer Strom kann also erzeugt werden, elektrische Energie entsteht hingegen immer nur durch die Umwandlung von Energie. Die daran beteiligten Prozesse, häufig aus mehreren Zwischenschritten bestehend, laufen in Kraftwerken ab.

In traditionellen Wärmekraftwerken, aber auch in Wasserkraftwerken und in Windenergieanlagen erfolgt die Stromerzeugung, indem Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Unterschiedlich ist, woher die Bewegungsenergie stammt. Wärmekraftwerke erhalten sie, indem sie einen Energieträger wie Kohle, Erdgas oder Biomasse verbrennen oder in einem Kernreaktor Atomkerne spalten. Die bei diesen Prozessen freiwerdende thermische Energie wird verwendet, um Wasser zu verdampfen. Im heißen Wasserdampf bewegen sich die Atome und Moleküle ungeordnet durcheinander. Diese „ungerichtete“ Bewegung wird vereinheitlicht und damit die thermische zu kinetischer Energie, indem der Wasserdampf durch eine Turbine geleitet wird. Die kinetische Energie des Wasserdampfes überträgt sich dabei auf die Turbine.

Wasserkraftwerke nutzen stattdessen direkt die kinetische Energie von Wasser, das auf eine Wasserturbine trifft. Windkraftwerke funktionieren sehr ähnlich. Hier treibt der Wind den Rotor der Windenergieanlage an. In beiden Fällen wird diese kinetische Energie anschließend von einem Generator in elektrische Energie umgewandelt und letztendlich als elektrischer Strom ins Stromnetz eingespeist.

Elektrische Energie kann aber auch aus anderen Quellen stammen. So wandeln galvanische Zellen (Batterien, Akkus und Brennstoffzellen) chemische Energie in elektrische um. Dafür laufen in diesen Zellen chemische Reaktionen ab, bei denen freie Elektronen und Ionen entstehen. Diese Teilchen wandern als Ladungsträger durch die Zelle, die Elektronen fließen zudem durch einen angeschlossenen Stromkreis und transportieren so elektrische Energie in Form von Strom. Ganz ohne Energieumwandlung findet die Erzeugung von Strom hingegen in Solarzellen statt: Dort wird die elektromagnetische Strahlung der Sonne direkt genutzt, um in der Zelle einen Stromfluss auszulösen.

 

Elektrische Energie speichern

Elektrische Energie kann nur in begrenztem Maße direkt gespeichert werden. Das ist zum einen in einem elektrischen Feld möglich, das von einem Kondensator erzeugt wird, zum anderen in einem von einer Spule erzeugten magnetischen Feld.

Viel einfacher ist die Speicherung von elektrischer Energie, indem diese in eine andere Energieform umgewandelt wird. Dafür kommen neben chemischer Energie (z. B. Akkus) auch thermische (z. B. Wärmespeicher), potentielle (z. B. Wasser im Stausee eines Speicher-Wasserkraftwerks) und kinetische Energie (z. B. Schwungradspeicher) in Frage. All diese Energieformen lassen sich später wieder leicht in elektrische Energie umwandeln. Physikalisch ist es dabei einerlei, ob der Strom aus konventioneller, regenerativer oder veganer Erzeugung stammt. Der Unterschied liegt in den Auswirkungen der Stromerzeugung. Deshalb bietet Dir Vegan Strom nur Strom aus Solarenergie, Geothermie und Gezeitenkraft. So kannst Du sicher sein, dass für Deinen Strom kein Tier leiden muss.

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