Regenerative Energien

Biogas ist ein natürlich entstandenes, brennbares Gas, welches überwiegend aus Methan besteht. Es fällt bei der Zersetzung von organischem Material durch Bakterien an. Das Ausgangsmaterial, die Biomasse, ist hierbei vergärbarer biologischer Abfall, Wirtschaftsdünger wie Mist oder Gülle, ungenutzte Pflanzenteile oder aber gezielt angebaute Energiepflanzen. Genutzt wird Biogas für die Erzeugung von Strom, Wärme und synthetischen Kraftstoffen.

Biogaskraftwerke nutzen anstelle von endlichem fossilen Erdgas nachhaltig gewonnenes Biogas aus Biomasse. Die Stromerzeugung kann hier durch das Verdampfen von Wasser, oder aber durch den direkten Antrieb von Motoren oder Turbinen erfolgen.

Energietechnisch bezeichnet Biomasse jene pflanzlichen und tierischen Stoffe, die zur Erzeugung von elektrischem Strom und Heizenergie dienen oder zur Kraftstoffsynthese verwendet werden können. Die Nutzung von Bioenergie wird weltweit stark ausgebaut, unter anderem, um den steigenden CO2-Emissionen zu begegnen und unsere Abhängigkeit von fossilen beziehungsweise nuklearen Brennstoffen zu verringern.

Unter dem Begriff Blackout versteht man einen Stromausfall. Dieser kann entweder lokal, regional oder aber weitaus großflächiger auftreten, verschiedene Ursachen haben und je nach Dauer schwerwiegende Folgen verursachen.

In einem Blockheizkraftwerk werden in Motoren, Turbinen oder Brennstoffzellen verschiedene Energieträger verfeuert, um Strom und Wärme zu generieren. Die Anlagen kommen entweder im kommerziellen Großbetrieb oder im privaten Bereich zum Einsatz.

Brennstoffzellen wandeln die chemische Energie ihres Brennstoffs direkt in elektrische um, welche dann von diversen Verbrauchern verwendet werden kann. Dabei arbeiten sie deutlich effizienter als Verbrennungsmaschinen.

Der Brennwert eines Stoffs gibt an, wie viel Energie bei seiner vollständigen Verbrennung freigesetzt wird. Er ist nicht zu verwechseln mit dem Heizwert, bei dem ein Teil der freigesetzten Energie mit den Abgasen verlorengeht.

Als Brückentechnologie wird eine technische Lösung verstanden, die sich nicht etablieren soll, sondern nur als Übergang zwischen einer bestehenden, suboptimalen und einer erhofften, besseren Technologie fungiert.

Während einige Kraftwerke ihren Strom direkt aus der genutzten Energiequelle erzeugen, geschieht dies bei Dampfkraftwerken auf sekundärem Weg. Sie verfeuern einen Brennstoff, erzeugen Dampf aus Wasser oder anderen Flüssigkeiten und treiben damit Turbinen an.

Wer privat überschüssigen Strom produziert, kann diesen in das allgemeine Stromnetz einspeisen und erhält dafür eine festgelegte Einspeisevergütung pro Kilowattstunde, welche über einen Zeitraum von 20 Jahren garantiert ist.

Windenergieanlagen produzieren umweltfreundlichen Strom. Bei niedrigen Temperaturen und hoher Luftfeuchte besteht hier allerdings die Möglichkeit, dass sich an den Rotorblättern Eis bildet. Fällt dieses zu Boden, spricht man von Eisschlag.

Wer im eigenen Haus lebt und einen direkten Beitrag zum Schutz unseres Planeten leisten will, sollte über einen Eisspeicher nachdenken, mit dem es möglich ist, die Energie von Sonnenstrahlung und Erdwärme zur Bereitstellung von Wärme zu speichern.

Elektrolyse beschreibt einen chemischen Prozess, bei dem aus einer Flüssigkeit mithilfe einer Gleichspannungsquelle andere Stoffe gewonnen werden. Ein Teil der elektrischen Energie wird während des Vorgangs in chemische umgewandelt, welche eine Redoxreaktion erzwingt.

Bis zum Jahr 2050 sollen Kraftwerke, die fossile Brennstoffe nutzen, abgeschaltet oder auf umweltfreundliche regenerative Energieträger umstellen. Der aktuelle Energiemix ist jedoch noch sehr vielfältig und besteht aus den verschiedensten Quellen.

Der Anbau von Energiepflanzen erfolgt gezielt für die energetische Nutzung. Sie sind somit von Nahrungsmittel-, Futter- und Industriepflanzen abzugrenzen. Ebenfalls von Bedeutung bei der Kategorisierung ist die beabsichtigte Nutzung einer bestimmten Pflanze. So kann Mais etwa als Nahrung, Tierfutter oder aber Energiepflanze dienen und wird je nach Zweck in unterschiedlichen Sorten und Verfahren angebaut.

Auf Kurzumtriebsplantagen (KUP) erfolgt der Anbau von schnellwachsenden und ausschlagfähigen Hölzern wie zum Beispiel Pappeln, Weiden und Robinien, um aus ihnen Holzhackschnitzel zu produzieren. Ist die energetische Nutzung in (Heiz-) Kraftwerken das alleinige Ziel des Endprodukts, spricht man auch von einem Energiewald oder einer Energieholzplantage.

Die Erde befindet sich im Klimawandel. Dessen Hauptursache ist der Anstieg von menschengemachten Treibhausgasen in der Atmosphäre. Die Folge sind Erderwärmung und bedrohliche klimatische Veränderungen. Nur eine konsequente Energiewende kann noch das Schlimmste verhindern.

Trockenheit, Waldbrände, niedrige Wasserstände in Flüssen und Seen – die Erderwärmung und ihre Folgen sind bereits jetzt vielerorts deutlich spürbar. Grund für den weltweiten Temperaturanstieg ist der hohe Ausstoß von Treibhausgasen wie CO2 in die Erdatmosphäre.

In der Erdkruste unseres Planeten liegen große Mengen thermischer Energie vor, die sogenannte Erdwärme. Die Geothermie kann diese für die Menschheit nutzbar machen – sowohl für die Stromerzeugung, als auch für die Bereitstellung von Heizwärme. Die Art der Nutzung ist hierbei von der jeweiligen Quelle und dem Temperaturniveau abhängig.

Der Begriff Erneuerbare Energien bezeichnet alle Energieformen, die entweder unerschöpflich sind oder sich innerhalb kürzester Zeit regenerieren. Dabei sind sie in der Regel CO2-neutral und belasten die Umwelt kaum bis gar nicht. Ihnen gegenüber stehen die Konventionellen Energien, also fossile und nukleare Brennstoffe, deren Vorkommen auf der Erde begrenzt sind.

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) ist ein Gesetz zur Förderung des Ausbaus regenerativer Energiequellen. Damit sollen nicht nur Klima und fossile Rohstoffe geschont, sondern auch die Ewigkeitskosten konventioneller Energieträger verringert werden.

Normalerweise werden Solarzellen und Sonnenkollektoren auf dem Dach eines Hauses verbaut. Ein Fassadenkollektor geht jedoch einen anderen Weg und bietet eine Alternative für die Installation der Wärmeenergiegewinnung an der Hausfassade.

Geothermie hat ihren Ursprung überwiegend in natürlichen, radioaktiven Zerfallsprozessen, die im Erdmantel stattfinden. Die dabei entstehende Wärme wird durch die ständige Umwälzung des Mantelmaterials bis an die Erdkruste transportiert. Ein Teil dieser Wärmeenergie dringt in für die Menschheit erschließbare Höhen vor und lässt sich somit als Tiefenwärme oder Erdwärme gewinnen und nutzen.

Mond und Sonne wirken durch Anziehungskräfte auf unseren Planeten ein, hierdurch entstehen die Gezeiten. Die gewaltige Energie des Tidenhubs, also der Energie aus Hebung und Senkung des Wasserspiegels bei Ebbe und Flut, können Gezeitenkraftwerke nutzen, um elektrischen Strom zu erzeugen. Dabei arbeiten sie sowohl nachhaltig, als auch umweltfreundlich.

Die Gezeiten entstehen aufgrund der Gravitation durch den Mond und die Sonne sowie die Erdrotation und wirken sich überwiegend auf die Küsten, jedoch auch auf die Meeresströmungen aus. Die Energie, die durch die Bewegung des Wassers bei Ebbe und Flut entsteht, kann von Gezeitenkraftwerken genutzt werden, um elektrischen Strom zu erzeugen. Je nach Anlagentyp geschieht dies auf verschiedene Weise und an unterschiedlichen Standorten.

Der Begriff Graustrom bezeichnet im Stromhandel elektrische Energie unbekannter Herkunft. Das kann Strom aus fossilen Energieträgern wie Kohlekraftwerken, aus Atomkraftwerken, aus regenerativen Energiequellen oder eben ein Mix aus allem sein.

Ein Großkraftwerk ist darauf ausgelegt, mehrere Millionen Haushalte mit Energie zu versorgen. Folglich erreichen die Anlagen in der Regel Leistungen von weit über hundert Megawatt, in manchen Fällen sogar im Gigawattbereich.

Grubenwasser sind alle Wässer, die in Grubenbaue eindringen. Bergleute unterscheiden zwischen dem sogenannten Tagewasser, welches etwa durch Niederschläge von der Oberfläche einsickert, und dem Grundwasser, das sich in den undurchlässigen Gesteinsschichten staut.

Ob nun als Ökostrom, Grünstrom oder Naturstrom bezeichnet, die Begriffe sind gleichbedeutend: Es handelt sich immer um Strom, der aus regenerativen Energiequellen stammt. Für seine Erzeugung sind somit keine fossilen oder nuklearen Brennstoffe zum Einsatz gekommen. Ein Energiemix aus Grünstrom schont damit endliche Ressourcen und erzeugt nur einen minimalen Anteil des CO2, das täglich in Kohle- oder Gaskraftwerken anfällt.

Windkraftanlagen werden effektiver, je weiter sich die Kraftwerke vom Boden entfernen, da die Luftströmungen weiter oben stärker und stetiger sind. Die optimalen Bedingungen für die Stromerzeugung mittels Windkraft bietet die Höhenwindenergie.

Große Windparks für die kommerzielle Stromerzeugung setzen nahezu immer auf Horizontalachser, doch auch im privaten Bereich sind sie die geläufigste Form von Windenergieanlagen. Dies liegt an ihrer praktischen Bauweise und ihrer hohen Effizienz.

Wann immer in Deutschland neue Windenergieanlagen gebaut werden sollen, äußern Anwohner Bedenken. Neben einer optischen Beeinträchtigung befürchten die Menschen vor allem gesundheitliche Schäden durch den von den Anlagen ausgehenden Infraschall.

Klärgas ist eine Form von Biogas, das durch anaerobe Fäulungsprozesse entsteht, ähnlich wie natürliches Faulgas in Sümpfen oder auf Reisfeldern. Die für seine Entstehung verantwortliche Biomasse ist hierbei allerdings fetthaltiger Klärschlamm.

Privater Strom wird überwiegend durch Photovoltaikanlagen auf Dächern oder an Fassaden produziert. Doch in letzter Zeit erleben auch Alternativen wie Kleinwindanlagen, also sehr kleine Windkraftwerke, einen Zuwachs auf dem Markt.

Veganer Strom stammt aus Quellen, die sowohl umweltverträglich als auch frei von Tierleid sind. Neben Sonnenenergie, Erdwärme und Gezeitenkraft gehört dazu auch pflanzliche Biomasse, wie sie vor allem auf Kurzumtriebsplantagen angebaut wird.

Gezeitenenergie ist eine umweltfreundliche und regenerative Energiequelle. Für gewöhnlich nutzt sie die Strömungen aus, die bei Ebbe und Flut entstehen, um mithilfe von Wasserturbinen und Generatoren Strom zu produzieren. Somit unterliegt sie natürlich der Abhängigkeit der Gezeiten. Meeresströmungskraftwerke funktionieren jedoch unabhängig hiervon, denn sie werden in konstanten Strömungen errichtet.

An der Wasseroberfläche herrschen höhere Temperaturen als in tieferen Wasserschichten. Diese Differenz lässt sich mithilfe eines Meereswärmekraftwerks zur Stromerzeugung nutzen. Die theoretischen Grundlagen hierfür existieren bereits seit 1881.

Naturstrom stellt einen Energiemix dar, welcher allein aus sauberen, erneuerbaren Energiequellen besteht. Der Begriff ist somit als Abgrenzung zu den Konventionellen Energien zu verstehen, welche aus fossilen und nuklearen Brennstoffen gewonnen werden. Naturstrom ist ein anderer Begriff für Ökostrom und steht ebenso für Umweltschutz und Nachhaltigkeit.

Wer sich mit der Energiewende näher beschäftigt, kommt am Begriff „Ökostrom“ nicht vorbei. Der nachhaltig erzeugte und deswegen umweltfreundliche Strom hilft, den Klimawandel einzudämmen und die Erderwärmung zu begrenzen. Damit die Menschheit auch morgen noch eine Zukunft hat und der Planet Erde bewohnbar bleibt, müssen wir heute aktiv werden!

Als offshore wird im Grunde genommen jede Art von Anlagenbau bezeichnet, der vor der Küste oder auf hoher See stattfindet. Hierzu zählen unter anderem auch Plattformen zur Erdöl- und Erdgasförderung sowie Geothermiekraftwerke. Neuerdings kommt der Begriff jedoch überwiegend bei Windenergieanlagen vor. Die Errichtung von Windparks in Küsteneinzugsgebieten auf See bietet viele Vorteile, jedoch auch Herausforderungen.

Der größte Teil der Windkraftwerke wird onshore errichtet, das heißt, Bau und Inbetriebnahme finden auf dem Festland statt. Von den im Jahr 2018 genutzten 30.500 Windrädern in Deutschland waren etwa 29.200 Onshore-Anlagen. Die Standortwahl an Land bietet dabei verschiedene Vorteile, hat aber auch ein paar Nachteile. Sie unterliegt außerdem zusätzlich einer Vielzahl von Bedingungen.

Wenn von Solarstrom die Rede ist, so denkst Du bestimmt zuerst an Photovoltaik – und das zurecht. Durch Solarzellen beziehungsweise Solarmodule wird bereits viel Strom mithilfe der Sonneneinstrahlung erzeugt.

Bei Power-to-Gas, auch kurz PtG oder P2G genannt, handelt es sich um eine Technologie, die die Speicherung von überschüssigem Strom ermöglicht, der zum Beispiel durch Windkraft- oder Solaranlagen anfällt. Durch Wasserelektrolyse und Methanisierung lassen sich brennbare Gase wie Wasserstoff, Ammoniak oder Methan gewinnen, die dann entweder als Kraftstoff dienen oder bei Bedarf in Gaskraftwerken rückverstromt werden.

Unter Power-to-Liquid versteht man eine Technologie, bei der mithilfe von überschüssigem Strom aus organischen Ausgangsmaterialien ein flüssiger Kraftstoff hergestellt wird. Das Verfahren macht Regenerative Energie speicherbar, ähnlich wie beim Power-to-Gas-Konzept. Die Verflüssigung vereinfacht jedoch zusätzlich die Lagerung sowie den Transport.

Kohle-, Öl- und Gaskraftwerke setzen Unmengen CO2 frei. Atomreaktoren produzieren neben Strom auch große Mengen radioaktiven Mülls. Zudem verbrauchen sie alle begrenzt verfügbare Ressourcen. Regenerative Energie ist hingegen sauber und nachhaltig. Sie existiert in verschiedenen Formen und lässt sich sowohl zur Wärme- als auch zur Stromerzeugung nutzen.

Wie alle Gegenstände erzeugen auch Windräder bei Sonnenschein einen Schattenwurf. Dieser wird auch als Schlagschatten bezeichnet – ein Begriff, der aus der Kunst und Fotografie stammt.

Ganz allgemein lässt sich festhalten: Solaranlagen dienen der Umwandlung von Sonnenenergie. Sie tun dies jedoch auf unterschiedliche Weise und erzeugen dabei verschiedene Energieformen. So können Solaranlagen entweder direkt oder indirekt elektrischen Strom produzieren oder aber Wärme für die Heizung bzw. Warmwasseraufbereitung bereitstellen.

Solarenergie nutzt die Sonneneinstrahlung und wandelt sie in elektrischen Strom um. Es handelt sich um eine erneuerbare Energiequelle, die andere Erneuerbare Energien indirekt mit beeinflusst.

Als Solarstrom wird der aus Sonnenenergie umgewandelte elektrische Strom bezeichnet. Dies geschieht entweder direkt mittels Photovoltaik, oder aber indirekt durch Solarthermie. Das Ergebnis ist jedoch immer gleich: Die Sonne hilft Elektrizität zu erzeugen.

Neben der Photovoltaik ist die Solarthermie eine weitere Möglichkeit, Sonnenenergie für die Menschheit nutzbar zu machen. Hier wird jedoch kein elektrischer Strom direkt, sondern zunächst Wärme erzeugt. Dies geschieht für gewöhnlich durch den Einsatz von Sonnenkollektoren, ferner auch durch die Bündelung von Sonnenlicht mittels Heliostaten.

Solarzellen sind wohl jedem ein Begriff. Sie wandeln die Sonneneinstrahlung durch Elektronenanregung in elektrische Energie um. Doch Solarzelle ist nicht gleich Solarzelle! Hier existieren die unterschiedlichsten Typen und Technologien.

Unter Sonnenenergie ist die Strahlungsenergie der Sonne zu verstehen. Photovoltaikanlagen oder Sonnenkollektoren können diese nutzbar machen. Solarstrom gehört damit wie Wasserkraft und Windenergie zu den Erneuerbaren Energien, die nach menschlichen Maßstäben beinahe unbegrenzt zur Verfügung stehen. Die Nutzung der Sonnenenergie kann sowohl aktiv als auch passiv erfolgen.

Sonnenkollektoren nutzen die Solarenergie nicht zur direkten Stromerzeugung, sondern wandeln sie zunächst in Wärmeenergie um. Somit können sie verschiedene Aufgabenbereiche abdecken und erzielen zeitgleich einen verhältnismäßig hohen Wirkungsgrad.

Energieexperten bezeichnen als Sonnenstrom elektrischen Strom, der mithilfe von Solarenergie gewonnen wird. Dies geschieht entweder durch die Solarzellen von Photovoltaikanlagen oder aber über Turbinen in Sonnenwärmekraftwerken.

Speicherwasserkraftwerke nutzen riesige Stauseen und -dämme. Auf diese Weise lässt sich nicht nur eine große Menge an potenzieller Energie des Wassers speichern, sie kann auch schnell und in großem Maße abgerufen werden.

Die Effektivität von Windkraft- und Solaranlagen ist in hohem Maße abhängig von den Wetterverhältnissen. Da die Verfügbarkeit hier schwankt, spricht man auch von volatilen Energiequellen. Trotz ihres vermeintlichen Nachteils stellen diese einen wichtigen Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel und den Ausstoß umweltschädlicher Treibhausgase dar.

Die Wasserenergie und die daraus resultierenden verschiedenen Typen von Wasserrädern erleichtern schon seit Jahrtausenden mechanische Arbeiten. Seit Ende des 19. Jahrhunderts dient sie uns sogar zur Erzeugung von elektrischem Strom. Dabei stellt die Wasserkraft eine klimafreundliche und emissionsfreie Alternative zur Verwendung von fossilen Energieträgern dar.

Die Menschheit nutzt Wasserkraft schon seit mehreren Jahrtausenden. Mithilfe von Wasserrädern wurden so etwa Felder bewässert, Getreide gemahlen oder aber Sägen und andere Werkzeuge betrieben. Im 19. Jahrhundert kam schließlich durch die Entwicklung von Turbinen und Generatoren die Möglichkeit hinzu, elektrischen Strom aus Wasserenergie zu gewinnen.

Wasserkraftwerke werden an Flussläufen errichtet und produzieren durch das sie durchströmende Wasser elektrischen Strom. Die Strömung versetzt hierbei ihre Turbinen in Bewegung, welche die daraus entstehende Rotationsenergie an Generatoren weitergeben. Wasserkraftwerke nutzen dabei zwei verschiedene Funktionsprinzipien.

Gezeitenkraftwerke nutzen die Strömung, die durch Ebbe und Flut entsteht, um mithilfe von Turbinen Strom zu erzeugen. Dies geschieht normalerweise unter dem Meeresspiegel oder bei Meeresströmungskraftwerken sogar nah dem Meeresboden. Wellenkraftwerke hingegen beschreiten einen anderen Weg: Sie schwimmen auf dem Wasser und wandeln die Energie der Wellen in elektrischen Strom um.

Windenergie bezeichnet im engeren Sinne die großtechnische Nutzung der Luftbewegung zur Stromerzeugung. Sie ist die wohl mitunter bekannteste regenerative Energiequelle – und das aus gutem Grund. In Deutschland gibt es immer mehr Windkraftanlagen. Im Jahr 2018 entfiel etwa ein Fünftel der gesamten deutschen Stromproduktion auf Windkraft.

Windkraft ist in der BRD die meistgenutzte regenerative Energiequelle. 2018 produzierten Windenergieanlagen allein etwa 20 Prozent des gesamten, deutschen Stroms. Welche Potentiale die Arten von Windparks bieten, erfährst Du hier.

Windkraftanlagen entwickelten sich zum Ende des 19. Jahrhunderts aus den Windmühlen, die es bereits seit dem Mittelalter in Europa gab. Doch während ebenjene die Windenergie mechanisch nutzten, etwa zum Getreidemahlen oder Ölpressen, erzeugen heutige Windkraftanlagen mithilfe von Rotoren und Generatoren elektrischen Strom. In der Gegenwart existieren verschiedene Bauformen.

Das Windrad ist neben der Solarzelle der wohl bekannteste Erzeuger Regenerativer Energie. Als technischer Nachfahre der Windmühle machen sich auch Windräder die Windkraft zunutze, allerdings in anderer Form. Während eine Mühle die Bewegungsenergie des Windes in mechanische Energie umwandelt, etwa zum Mahlen von Getreide oder zur Herstellung von Papier, generieren Windräder aus der Windenergie elektrischen Strom.

Während die Menschheit Windenergie schon seit Jahrtausenden nutzt, etwa in Form von Segelschiffen oder Windmühlen, kommt sie erst seit dem Ende des 19. Jahrhunderts bei der Stromerzeugung zum Einsatz. Heute hat sich Windstrom zu einer der wichtigsten regenerativen Energiequellen entwickelt.