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Erneuerbare Energie - Geothermie, Sonnenenergie, Biomasse


Themen in diesem Artikel

  • Die Bioenergie
  • Die Biomasse
  • Die Nutzung der Erdwärme
  • Die Geothermie
  • Die Solartechnik
  • Die Sonnenenergie
  • Die Wasserkraft
  • Das Wasserkraftwerk
  • Die Windenergie

  • Das Thema erneuerbare Energie ist für den Hausbau sehr interessant, da dadurch nicht nur fossile Kraftstoffe ersetzt, sondern auch Wärme und Strom erzeugt werden können. Dabei handelt es sich um Energieressourcen, die nachhaltig zur Verfügung stehen und sich kurzfristig und eigenständig erneuern können. Zudem wird durch deren Nutzung die Energiequelle nicht erschöpft.

    Unter dem Begriff erneuerbare Energie werden die Wasserkraft, die Sonnenenergie und die Geothermie (Erdwärme) zusammengefasst, aber auch Gezeiten und Sonnenenergie bedingte Energiequellen wie die Bioenergie (Biomasse = nachwachsende Rohstoffe) und die Windkraft. Die fossilen Energieträger wie Erdöl, Erdgas und Kohle, aber auch die Kernenergie, die durch Kernspaltung entsteht, stehen im Kontrast zu den regenerativen Energieträgern. Mit deren Hilfe können Energieformen wie Strom, Wärme und Kraftstoff erzeugt werden.

    In Deutschland wird die erneuerbare Energie seit ca. einem Jahrzehnt gefördert und vorangetrieben. Die Gründe dafür sind der steigende Energiebedarf bei gleichzeitiger Erschöpfung der fossilen Energieträger, ein geplanter Atomausstieg, EU-Richtlinien und natürlich auch der Klima- und Umweltschutz. So können die CO2 – Emissionen bzw. Treibhaus-/Klimagase reduziert werden.
    Auch die Bioenergie, die größtenteils über Heizkraftwerke erzeugt wird, kann auf geringere Emissionswerte verweisen: Der hier freigesetzte CO2 – Wert ist maximal gleich hoch als jener, der über eine natürliche Verwesung in unsere Atmosphäre gelangen würde. Das liegt daran, dass Pflanzen und Holz die schädlichen Stoffe via Photosynthese aufnehmen und in sich speichern.
    Im Jahr 2000 wurde das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) verabschiedet. 2007 folgte das Biokraftstoffquotengesetz und 2009 das EEWG, das Gesetz zur Förderung erneuerbarer Energien im Wärmebereich. Damit folgt man der 2009 schlagend gewordenen EU-Richtlinie, der zu Folge bis zum Jahr 2020 europaweit 20 % des Energiegesamtverbrauches mit regenerativer Energie gedeckt sein muss. Laut einer Studie des Bundesumweltministeriums könnten bis dahin aber schon mehr als 30 %, laut einer Branchenstudie sogar 48 % der Energieversorgung Deutschlands durch erneuerbare Energie gesichert sein.

    Diese Gesetze und Richtlinien für erneuerbare Energie wirken sich aber auch auf die deutschen Bürger positiv aus: So sind zahlreiche Förderungen (Kredit, Finanzierung) erhältlich, zudem sind die Preise für die Anschaffung bzw. die Nutzung der Energieformen in den letzten Jahren um mehr als 50 % gesunken. Die fossilen und atomaren Energien hingegen sind teurer geworden.

    Die Bioenergie

    Die Bioenergie zählt zu den erneuerbaren Energien und wird aus Biomasse gewonnen. In der Biomasse (organische Substanzen, z.B. Pflanzen) werden Energiepotentiale mittels Photosynthese gespeichert und können so die Gewinnung von Wärme, elektrischem Strom und Kraftstoffen gewährleisten. Während bisher nur Holz als Festbrennstoff eine gewichtige Rolle spielte, werden seit einigen Jahren auch andere nachwachsende Rohstoffe zur Energiegewinnung herangezogen.

    Mit ausschlaggebend dafür sind das EEG, das EEWG und das Biokraftstoffquotengesetz. Diese fördern seit nun mehr einem Jahrzehnt den Ausbau der Bioenergie – Gewinnung in Deutschland. Gründe dafür sind EU-Richtlinien, die steigenden Preistendenzen für fossile Rohstoffe, sowie der Klima- und Umweltschutz (Stichwort Treibhauseffekt).

    Die Bioenergie entsteht größtenteils auf Basis der Sonnenenergie. Diese ermöglicht den Pflanzen die Photosynthese, die nicht nur das Wachstum bedingt, sondern auch Energiepotentiale chemisch speichert. Diese Energiepotentiale können durch eine direkte oder durch eine indirekte Nutzung freigesetzt werden. Ein Beispiel für die direkte Nutzung wäre das Verbrennen von Holz zur Wärmeerzeugung.

    Die indirekte Nutzung gestaltet sich etwas komplizierter, da hier eine Aufbereitung der Biomasse notwendig ist. Diese ermöglicht dafür aber auch die Gewinnung von Strom.

    Während ein Biomassenheizwerk der Wärmeversorgung dient, kann ein Biomassenheizkraftwerk Wärme und Strom bereitstellen. In diesem Zusammenhang spricht man auch gerne von einer so genannten Kraft-Wärme-Kopplung. Unter diese Bezeichnung fallen auch Biogasanlagen, die durch Vergärung von Gülle und Pflanzen-Silagen Biogas erzeugen. Dieses kann, nach Aufbereitung, in das Erdgasnetz eingespeist, als Kraftstoff oder zur Abwärmenutzung herangezogen werden.

    Im privaten Bereich bietet sich Bioenergie vor allem als Wärmespender an. Hierfür sind Kleinanlagen wie eine Pellet- oder eine Holzhackschnitzelheizung möglich. Da die Stromversorgung meist den Anschluss an ein öffentliches Stromnetz voraussetzt, muss man sich hierbei nach einem Anbieter umsehen, der auch auf Biomassenheizkraftwerke setzt. Dies wird auch mit Einspeisevergütungen von Seiten des Staates gefördert.

    Die umweltfreundliche und regenerative Bioenergie lohnt sich also besonders, da sie Vergütungen und Förderungen vorsieht. Wer einen Hausbau plant, sollte sich daher schon vorab mit diesem Thema etwas genauer beschäftigen, um sich diese attraktiven, finanziellen Unterstützungen nicht entgehen zu lassen.

    Die Biomasse

    Unter Biomasse versteht man die gesamte organische Substanz der Erde, die mitunter auf Basis der Photosynthese Sonnenenergie absorbiert und speichert.

    Diese führt letztendlich zu Wachstum und Bildung und somit auch zu einer unerschöpflichen Quelle für Bioenergie. Zu dieser zählen Pflanzen, Tiere, Mikroorganismen und tote organische Substanzen wie Laub, Stroh und Totholz. Kohle, Erdgas, Erdöl und Torf werden hierbei ausgeklammert, da deren Entstehung einen zu langen Zeitraum in Anspruch nimmt und somit deren Quellen versiegen.

    Die Biomasse kann unterschiedlich verwendet werden. Sie dient als Nahrung und Futtermittel. Nachwachsende Rohstoffe (Abkürzung: Nawaro) werden auch zur stofflichen Nutzung angebaut. Seit einiger Zeit ist man aber auch vermehrt darauf bedacht, diese für die Energiebereitstellung zu nutzen: Während Holz bereits seit Jahrtausenden als Wärmequelle in Gebrauch ist, versucht man nun auch Biokraftstoffe salonfähig zu machen. Aber auch eine Stromerzeugung ist möglich. Unterschiedliche Schätzungen gehen davon aus, dass aktuell zwischen 25 und 40 % der Biomassennettoproduktion weltweit vom Menschen genutzt wird.

    Auch in Deutschland hat man das umfangreiche Potential der Biomasse erkannt, nicht nur als Futter- und Nahrungsmittel. Mit dem im Jahr 2000 verabschiedeten Erneuerbare-Energien-Gesetz und dem 2007 folgenden Biokraftstoffquotengesetz wurde auch die Erzeugung von Bioenergie angekurbelt. Auch die nachhaltige Bereitstellung von Wärmeenergie wird seit 2009 aktiv gefördert.
    Mit Hilfe von Biomassenheizwerken können Häuser und Gebäude mit Wärme versorgt werden. Ein Biomassenheizkraftwerk erzeugt zudem Strom, ebenso wie Biogasanlagen (Vergärung). So konnten bis 2006 die Bioenergieformen Strom, Wärme und Kraftstoff in der Bundesrepublik anteilsmäßig mindestens verdoppelt werden, in Teilbereichen kam es sogar zu einer Verhundertfachung.
    Dabei liegen die Vorteile der Biomasse und Bioenergie klar auf der Hand: Diese bieten eine CO2 neutrale bzw. CO2 ärmere Energieerzeugung, die Klimagase können so in Grenzen gehalten werden. Zudem sinkt die Abhängigkeit von Erdöl- oder Erdgaslieferanten, zumal die fossilen Rohstoffquellen begrenzt sind.

    Die Biomasse kann also Bioenergie, welche zu den erneuerbaren Energien zählt, bereitstellen. Nicht nur in Deutschland wird diese gefördert und mit finanziellen Maßnahmen, auch für Privatpersonen, attraktiv gestaltet. Die Wärme- und Stromversorgung muss nicht über umweltschädliche, fossile Energieträger erfolgen

    Die Nutzung der Erdwärme

    Eine in Deutschland vorgenommene Studie unterstreicht das, was von vielen Wissenschaftlern bereits vermutet wurde: Ca. 30 Prozent der gesamten Wärmenergie in Deutschland könnten mit Hilfe der vorhandenen Erdwärme dauerhaft abgedeckt werden. Dementsprechend forciert die Deutsche Regierung seit einiger Zeit, speziell seit 2009 (Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz), auch den Ausbau des dementsprechenden Versorgungsnetzes.

    Dies kommt aber nicht nur großen Unternehmen oder Firmen zu Gute, auch der private Hausbesitzer kann davon profitieren. So wird von Seiten des Bundesministeriums für Umwelt ein Marktanreizprogramm bereitgestellt, das nicht nur zinsverbilligte Darlehen und Tilgungszuschüsse gewährleistet, sondern auch Einspeisevergünstigungen ermöglicht. Das bedeutet, dass die Nutzung von erneuerbaren Energien, auch die der Erdwärme, finanziell unterstützt wird. Zumal erneuerbare Energien im Vergleich zu fossilen Energieträgern (Erdöl usw.) und Kernenergie immer billiger werden.

    Als Privatmann hat man nun die Möglichkeit Erdwärme direkt oder indirekt zu nutzen. Eine direkte Nutzung ist gegeben, wenn man mit Hilfe der vorhandenen Wärmepotentiale der Erdkruste sein Eigenheim beheizt oder kühlt. Hierfür sind meist Wärmepumpen notwendig, da es sich im privaten Bereich meist um eine Wärmepumpenheizung handelt. Diese ermöglicht nicht nur die Temperaturregulierung, sondern auch eine Warmwasserbereitung. Wenn man an kein Nah- oder Fernwärmenetz angeschlossen ist, handelt es sich dabei meist um eine oberflächennahe Geothermie.
    Wer die Möglichkeit hat, an ein solches Wärmenetz angeschlossen zu werden, wird häufig mit Wärme, gelegentlich auch Strom, aus der tiefen Geothermie (1000 bis 2500 Meter) versorgt. Hierbei werden meist über Förderbohrungen Tiefengewässer angezapft: Die aufsteigende Wärme (Flüssigkeitstransport) wird an der Oberfläche über „Wärmeüberträger“ in einen sekundären Heizkreislauf übertragen. Das ausgekühlte Wasser wird wieder zurückgeführt.

    Die „hydrothermale Stromerzeugung“ ist im Vergleich zur Wärmegewinnung an höhere Temperaturen gebunden. Man spricht hier von einer indirekten Nutzung, weil Strom erst über den Antrieb von Turbinen und Stromgeneratoren gewonnen werden kann. Leider sind hierfür in Deutschland nur sehr wenige Hot Spots gegeben, die auch genutzt werden können. Die Erdwärme kann also vornehmlich zur Beheizung verwendet werden.

    Für den Hausbau sind also vor allem Wärmepumpenheizungen und Fern- und Nahwärmenetze interessant. Hierfür gibt es zahlreiche finanzielle Unterstützungen. Wer die Möglichkeit hat, auch Strom, gewonnen aus Erdwärme, zu beziehen, kann sich über günstige Preise freuen.


    Die Geothermie

    Der Begriff Geothermie bezeichnet die Nutzung jener Erdwärme, die im für den Menschen zugänglichen Bereich der Erdkruste gespeichert ist.

    Diese Energie kann der Erdkruste entzogen und als Wärme oder Strom genutzt werden. Die Nutzung kann direkt, zum Heizen oder Kühlen von Gebäuden, erfolgen, oder indirekt zur Erzeugung von elektrischem Strom.

    Die Geothermie beinhaltet aber auch die ingenieurstechnische Beschäftigung, sowie die wissenschaftliche Untersuchung der thermischen Situation der Erde als Gesamtes (Erdkörper). Der Ursprung der Erdwärme, die heute in der Erdkruste gegeben ist, geht zu 30 – 50 % auf die Zeit der Erdentstehung zurück, 50 – 70 % entstanden im Laufe der Zeit durch radioaktive Zerfallsprozesse. Da diese permanent stattfinden, wird diese Energiequelle auch der erneuerbaren Energie zugerechnet. Zusätzlich dazu speichert der oberflächennahe Bereich auch die Sonneneinstrahlung. In etwa einem Kilometer Tiefe beträgt die Temperatur durchschnittlich 35 – 40 Grad Celsius, generell schätzt man die Durchschnittstemperatur der Erdkruste (die zugänglich ist) auf 100 Grad Celsius. In Vulkangebieten, die Wissenschaft spricht hier von geothermischen Anomalien, sind mehrere Hundert Grad möglich.

    Um das Energiepotential der Geothermie nutzen zu können, sind die Menschen auf Wärmeströme angewiesen. Diese erfolgen durch Konduktion, die Energie wird durch feste Körper oder ruhende Flüssigkeiten an die Oberfläche geleitet, und Konvektion, hier sorgen aufsteigende Tiefenwässer oder Gase für die nötigen Wärmeströme. Gebiete mit geothermischen Anomalien wie eben Vulkane, große Grabenbrüche (Oberrheingraben) und tiefe Sedimentbecken mit frei verfügbaren Tiefenwässern und Gesteinen mit hohen Wärmeleiterkoeffizienten, bieten naturgemäß einen konzentrierten und effektiveren Energiefluss.

    In Deutschland steckt die Geothermie noch in den Kinderschuhen, was mitunter auch daran liegt, dass sich auf deutschem Staatsgebiet vergleichsweise wenige lohnende „Hot Spots“ befinden. Dennoch ist man von Seiten der Regierung bemüht, diese Energieträger intensiver zu nutzen.

    Die Wärmeversorgung mittels Geothermie wächst dabei stetig und wird auch im privaten Bereich gefördert. Meist kann diese Versorgung mit Hilfe von Wärmepumpen gewährleistet werden, davon gab es 2007 bundesweit ca. 130.000 Anlagen. Durch Fern- und Nahwärmenetze könnte man bis zu 29 Prozent der Wärmeversorgung abdecken.

    Die Solartechnik

    Die Solartechnik dient der Nutzbarmachung der Sonnenenergie und kann auch im Kleinen, im privaten Eigenheim, effektiv verwendet werden. Sie dient auch der Speicherung der Energie, die in Form von Wärme und elektrischem Strom auftritt. Am häufigsten werden dabei Sonnenkollektoren und die Photovoltaik eingesetzt, aber auch die Solararchitektur ist ein wichtiges Thema.

    Mit Hilfe von Solartechnik kann also unter anderem Strom gewonnen werden. Hierfür werden Solarzellen benötigt, welche die elektromagnetische Strahlung (Sonnenenergie) aufnehmen und in elektrischen Strom umwandeln. Man bedient sich hier des photovoltaischen Effektes, der elektrische Spannungsgefälle erzeugt (Grundlage). Eine Solarzelle besteht aus einem Halbleitermaterial, da dieses mit Hilfe der zugeführten Energie „freie Ladungsträger“ bildet. Diese können über ein internes elektrisches Feld (basierend auf der Photovoltaik) Strom erzeugen. Während Wind-, Wasser- und Erdwärmeheizkraftwerke auf die Antriebsenergie für Generatoren angewiesen sind (durch Wind, Wasser und Erdwärme ermöglicht) kann die Solarzelle oder Photovoltaik direkt Strom erzeugen.

    Eine weitere Möglichkeit der Energiegewinnung bieten Sonnenkollektoren. Diese weisen einen sehr hohen Wirkungsgrad, bis zu 75 Prozent, auf. Diese Solartechnik wird zur Wärmeerzeugung herangezogen. Die Sonnenkollektoren bestehen aus so genannten „Solarabsorbern“ aus Kupfer oder Aluminium. Diese erwärmen sich und geben diese Wärmeenergie an eine Solarflüssigkeit ab. Diese Flüssigkeit gelangt über Röhren zu einem Übertragungsmedium (meist Heizwasser), welches als Speichermedium dient. Die restliche Anlage dient vor allem der Wärmeisolierung und Dämmung. Je nach Sonnenstand und Jahreszeit können somit zwischen 200 – 1000 W/m² gewonnen werden. Neben starren Kollektoren gibt es auch bewegliche Systeme, die dem Sonnenverlauf folgen.
    Für den Hausbau ist vor allem eine Solararchitektur interessant. Auch diese zählt zur Solartechnik. Das Ziel der Solararchitektur ist es, einen geringen Heizungsbedarf zu ermöglichen und auf Kühlenergie gänzlich zu verzichten. Dies erreicht man über eine lückenlose Wärmedämmung, über Haustechnik wie Wärmeüberträger, mittels einer kontrollierten Wohnraumlüftung und mit Hilfe von Energiegewinnung durch Sonnenkollektoren und Solarzellen.

    Die Solartechnik gewährleistet also die Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme und Strom. Im Bereich Hausbau können Hausarchitekturen wie ein Passivhaus, ein Niedrig- oder Nullenergiehaus in Kombination mit Sonnenkollektoren und Solarzellen für Ersparnisse sorgen. Im besten Fall ist das Eigenheim energie-autark (an kein Energienetz angeschlossen).

    Die Sonnenenergie

    Die Sonnenenergie oder Solarenergie erzeugt durch Kernfusion Energiepotentiale, die als elektromagnetische Strahlung zur Erde gelangen. Ein Teil dieser Energie wird in der Atmosphäre gespeichert (in Wärme umgewandelt), ein Teil wird von festen, flüssigen und gasförmigen Teilchen reflektiert, der Rest dringt bis zur Erdoberfläche vor. Jener Teil, der als Transmission bis zur Oberfläche gelangt, könnte den Energiebedarf der Menschen über 5000 Mal abdecken.

    Die Sonnenenergie bietet also ein Energiepotential, das seinesgleichen sucht. Diese erneuerbare Energie ist zudem sehr konstant, auch wenn sie geringfügig in ihrer Intensität schwankt: Diese ist von der Entfernung Erde – Sonne, dem Breitengrad (in Äquatornähe höher) und von der Bewölkung und Luftfeuchtigkeit abhängig. Ein großer Teil wird auch von der Erde wieder als Wärmestrahlung an das Weltall abgegeben.

    Die Sonnenenergie sorgt aber nicht nur für die Erwärmung der Erdoberfläche, sondern auch für den Prozess der Photosynthese. Diese versorgt die Flora und Fauna, natürlich auch den Menschen, mit Nahrung und Brennstoff. Die Sonneneinstrahlung ist somit die Grundlage für unser Leben. Zudem wird dadurch der Wasserkreislauf sichergestellt, auch die Luftdruckunterschiede in der Atmosphäre (Wind) sind darauf zurückzuführen. Hierbei handelt es sich um natürliche Effekte und somit auch um eine natürliche Nutzung.

    Im Gegensatz dazu steht die technische Nutzung, die es uns ermöglicht, Wärme und Strom zu erzeugen. Dies erfolgt über die Solartechnik. Dazu zählen Sonnenkollektoren, welche die Wärme der Sonnenstrahlung aufnehmen und auf Wärmeträger (Wasser) übertragen, aber auch die Photovoltaik, mit deren Hilfe Strom gewonnen werden kann. Ein Sonnenkraftwerk dient ebenfalls der Stromgewinnung.

    Zudem ergeben sich mit Hilfe der Sonnenenergie auch indirekte Nutzungsmöglichkeiten, beispielsweise durch pflanzliche Abfälle. Aus diesen können, nach entsprechender Behandlung, nutzbare Flüssigkeiten gewonnen werden, wie etwa Ethanol und Rapsöl. Auch Biogase und Methangas kann hergestellt werden. Die Wind- und Wasserkraftwerke sind ebenfalls auf die Wirkung der Sonneneinstrahlung angewiesen.

    Die Sonnenenergie, die auch besonders umweltfreundlich ist, könnte den gesamten Planeten mit Wärme und Strom versorgen. In Zukunft wird man verstärkt auf dieses Energiepotential zurückgreifen. Dieses kann auch durch Sonnenkollektoren und durch die Photovoltaik im Privatbereich verwendet werden.

    Die Wasserkraft

    Die Wasserkraft ist eine Form kinetischer Energie, also Bewegungsenergie, die in mechanische Energie umgewandelt werden kann. Dafür verantwortlich zeigen sich die Sonnenenergie, welche den Wasserkreislauf gewährleistet, und die Schwerkraft, die das Wasser letztendlich bergab fließen lässt. Für die Stromerzeugung benötigt man allerdings Wasserkraftwerke.

    Die Wasserkraft erzeugt, je nach Gefälle und Fließgeschwindigkeit, ein sehr hohes Energiepotential. Ein Teil dieser Energie geht allerdings durch Reibung (am Untergrund) in Form von Wärme verloren. Der bereits erwähnte Wasserkreislauf (Verdunstung, Transport durch Wind, Luftströmungen und Niederschlag) sorgt dafür, dass man diese Form der Energiegewinnung der erneuerbaren Energie anrechnen kann.

    Weltweit ist die Wasserkraft aktuell die bedeutendste und am intensivsten genutzte erneuerbare Energiequelle. Im Jahr 2008 wurden 15,7 Prozent des gesamten Strombedarfs durch Wasserkraftwerke sichergestellt (vgl. Kernkraft – 13,6 Prozent). In Europa erreichte diese einen Anteil von 14,9 Prozent (vgl. Kernkraft – 22,8 Prozent). Alle anderen erneuerbaren Energiequellen konnten dabei zusammengerechnet nur 2,1 Prozent des benötigten Stromes abdecken. Die Bundesrepublik Deutschland hängt mit einem Anteil von 5 Prozent leider noch etwas hinterher.
    Dieser Begebenheit ist natürlich schade, wird sich aber in der Zukunft mit Sicherheit ändern, nicht nur auf Grund der für 2020 vorgesehenen EU-Richtlinien (20 Prozent des gesamten Energiebedarfs müssen durch erneuerbare Energien gewonnen werden). Denn ein Wasserkraftwerk ist größtenteils sehr umweltfreundlich und erzeugt keine CO2 Emissionen, vereinzelt können jedoch ozon-schädliche Faulgase auftreten.

    Wenn ein Wasserkraftwerk mit Rücksicht auf das ökologische Umfeld errichtet wird, ist dies in mehrerlei Hinsicht ein positiver Prozess: Die Stromgewinnung mittels Wasserkraft ist nahezu wetter- und zeitunabhängig und sehr einfach und schnell zu regulieren. Dadurch können auch willkommene Nebeneffekte erzielt werden, wie etwa die Hochwasserkontrolle (Speicherkraftwerk) und eine verbesserte Binnenschifffahrt auf Flüssen.

    Natürlich sollte auch erwähnt werden, dass in manchen Fällen, speziell wenn keine Rücksicht auf die Menschen, die Natur und die Umgebung genommen wird, soziale (Enteignung, Umsiedlung) und ökologische (Eingriff in den Grundwasserhaushalt, Veränderung der Lebensräume, Überflutungen) Probleme folgen können.

    Generell ist aber die Wasserkraft eine der wichtigsten und saubersten Energiequellen, die den Menschen zur Verfügung stehen. Ein kontrollierter und bedachter Ausbau kann auch in Deutschland für Entlastung (Kernenergie, fossile Brennstoffe, Umweltschutz) sorgen.

    Das Wasserkraftwerk

    Ein Wasserkraftwerk bietet die Möglichkeit, Strom mit Hilfe kinetischer Energie zu gewinnen. Das bedeutet, dass die Bewegungsenergie des Wassers Turbinen antreibt, die wiederum an Generatoren angeschlossen sind.

    Für den Hausbau spielt dies meist nur indirekt eine Rolle, da man an ein Stromnetz angeschlossen ist, welches auch mit Strom aus Wasserkraft gespeist wird. In seltenen Fällen besteht die Möglichkeit, Strom aus einem privaten und kleinen Kraftwerk zu beziehen.

    Vorne weg sei hier aber erwähnt, dass ein Wasserkraftwerk nur dann möglich ist, wenn man nahe an einer Wasserquelle (meist ein kleiner Bach oder Fluss) sein Haus errichtet. In diesem Fall muss man zunächst einige Dinge beachten: Wird ein folgenschwerer Eingriff in das vorhandene Ökosystem vorgenommen (z.B. Fischpopulationen, Vegetation usw.)? Sind alle anderen Anrainer, auch weiter stromabwärts, damit einverstanden? Ist dies rechtlich möglich? Kann sich diese Investition jemals amortisieren und sind finanzielle Förderungen möglich? Man kann hier sehr gut erkennen, dass eine exakte und rechtlich einwandfreie Planung von Nöten ist. Dementsprechend häufig verpuffen diese Vorhaben auch wieder und kommen über die Planungsphase nicht hinaus. Zudem sollte die Möglichkeit bestehen, die überschüssige Energie speichern zu können.

    Außerdem gibt es unterschiedliche Bauformen, die ein Wasserkraftwerk annehmen kann. Am gängigsten sind Laufwasserkraftwerke (Flusskraftwerke) und Speicherkraftwerke. Das Speicherkraftwerk kann Wasser ansammeln und erst nach Tagen oder Monaten zur Stromerzeugung verwenden – so kann auch Spitzenenergie (Höchstwerte) erzeugt werden. Ähnlich verhält es sich bei einem Pumpenspeicherkraftwerk. Hier wird die überschüssige Energie dazu verwendet, Wasser wieder auf ein höheres Niveau zu pumpen, wo es meist in Form eines Stausees gespeichert wird.
    Ein Wasserkraftwerk kann aber auch am Meer betrieben werden. Häufig handelt es sich dabei um ein Gezeitenkraftwerk, das sich des Energiepotentials von Ebbe und Flut bedient. Ebenso sind ein Wellen- und ein Meeresströmungskraftwerk möglich. Eine neue Form, die noch in den Kinderschuhen steckt, ist eine Stromboje: Dieses schwimmende Kraftwerk ist relativ klein und stellt keinen landschaftlichen Eingriff dar. Ab einer Strombreite von 4 Metern und einer Wassertiefe von 2 Metern kann eine Stromboje verwendet werden.

    Ein Wasserkraftwerk kann also nur sehr selten für das private Eigenheim direkt genutzt werden. In der Regel erweist sich dies als zu kompliziert oder es ist rechtlich nicht möglich. Eine indirekte Nutzung durch das Stromnetz ist jedoch häufiger gegeben.

    Die Windenergie

    Die Windenergie ist eine Form der Bewegungsenergie (kinetische Energie) und entsteht durch Bewegung von Luftmassen in der Atmosphäre. Diese wird letztendlich durch Sonneneinstrahlung bzw. Sonnenenergie hervorgerufen. Um diese Energie in Strom umwandeln zu können, bedarf es so genannter Windkraftanlagen, die umgangssprachlich unter dem Begriff „Windrad“ besser bekannt sind.

    Die Windenergie sorgt dafür, dass die Rotoren einer Windanlage (Kraftwerk) in Bewegung gesetzt werden. Durch diese Bewegung wird auch ein Generator angetrieben, der schlussendlich Strom erzeugen kann. Wenn mehrere Windkraftanlagen geplant oder nach und nach in nächster Nähe errichtet werden, spricht man auch von einem Windpark.

    Ein wesentliches Merkmal der Windenergie ist allerdings, dass sie sehr unregelmäßig auftritt und somit auch keine gesicherte Stromversorgung gewährleisten kann. Das bedeutet, dass diese immer in einem Energiemix verwendet wird, also auch auf andere Stromquellen angewiesen ist. Zudem gibt es teils gravierende Unterschiede bezüglich der Effektivität der Stromerzeugung: Generell ist diese tagsüber und im Winter intensiver, während nachts und im Sommer weniger elektrische Energie gewonnen werden kann. Glücklicherweise geht diese Begebenheit mit dem durchschnittlichen Energieverbrauch der Menschen konform – im Sommer und nachts ist der Energiebedarf geringer.

    Die Windenergie kann aber auch überschüssigen Strom speichern und somit Reserveleistungen anreichern. Dazu sind aber genaue Windprognosen, eine Kombination mehrerer Windanlagen an verschiedenen Standorten, eine Regelgenauigkeit des Stromnetzes und ein überschaubarer Stromverbrauch (Größe des Stromnetzes, das versorgt werden soll) notwendig.

    Generell ist diese Form der Stromgewinnung umweltfreundlich und gilt somit auch als erneuerbare Energie. Sie ist überall vorhanden und kann auch einen Teil dazu beitragen, eine Energie-Autarkie zu gewährleisten. Man wäre somit nicht auf Erdöl-, Erdgas- oder Kohle-Lieferanten angewiesen. In Deutschland wurden im Jahr 2007 ca. 6,4 % der Stromerzeugung durch Windkraftanlagen gesichert, damit rangiert sie noch vor der Wasserkraft auf Platz Eins (unter den erneuerbaren Energien). Das Bundesland Schleswig-Holstein geht einige Schritte weiter und möchte in zehn Jahren (2020) 100 Prozent gewährleisten können.


    Die Windenergie betrifft eine Privatperson meist indirekt, wenn das Versorgungsnetz auch an Windanlagen angeschlossen ist. Es gibt aber auch schon Kleinwindkraftanlagen, etwa mit einer Leistung bis zu 5 KWh, die sich nach absehbarer Zeit (8-10 Jahren) amortisieren. Zudem sind auch hier Förderungen und eine Unterstützung von Seiten des Staates möglich.


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