Erneuerbare & Nicht-Erneuerbare Energien im Vergleich

Nicht-erneuerbare Energien

Arten von Kohlenstoff

Herstellung von Koks

Kokskohle wird aus Steinkohle gewonnen. Die Kohle wird in geschlossene Kammern eingeführt. Danach wird die Temperatur für etwa 16 Stunden auf ca. 1100 °C erhöht und später aus dem Turm entnommen.

Wärmekraftwerk: Funktionsweise

Die Kohle wird zerkleinert und anschließend in den Kessel eingeführt und zur Wärmeenergiegewinnung verbrannt. Diese Wärmeenergie erhitzt das Wasser, das durch Rohre zirkuliert. Die Hitze erzeugt Dampf mit hohem Druck. Der Dampf bewegt eine Turbine, die thermische Energie in mechanische Energie umwandelt. Diese wird dann durch die Lichtmaschine in elektrische Energie umgewandelt. Der in den Leitungen erzeugte Dampf wird im Kühlturm verflüssigt. Der im Kessel erzeugte Rauch wird durch einen Zerstäuber geleitet und entschwefelt, um den Rauch so weit wie möglich zu reinigen.

Wärmekraftwerke erzeugen Strom mit Leistungen zwischen 1000 und 1500 MW.

Wichtige Wärmekraftwerke

Wichtige Wärmekraftwerke befinden sich in Andorra, As Pontes, Compostilla, Sant Adrià de Besòs und am Fluss Besòs.

Umweltauswirkungen

• Treibhauseffekt: Eine Ansammlung von CO₂ in der Atmosphäre führt dazu, dass die Strahlen zwar in die Atmosphäre gelangen, aber nicht mehr entweichen können. Die Strahlen werden absorbiert, wodurch die Durchschnittstemperatur der Atmosphäre allmählich ansteigt.
• Saurer Regen: Entsteht durch die Emission von Schwefel- und Stickoxiden in die Atmosphäre. Diese Emissionen reagieren mit Wasserdampf und wandeln sich in Schwefelsäure und Salpetersäure um.

Kernenergie

Bei der Kernspaltung wird der Kern eines Atoms aus angereichertem Uran oder Plutonium gespalten. Dies geschieht durch das Einführen eines Hochgeschwindigkeitsneutrons in das zu spaltende Atom.

Teile eines Kernkraftwerks

• Kernreaktor: Hier findet die Kernspaltung statt.
• Turbine: Die Turbine wird durch Dampf angetrieben und bewegt den Generator zur Stromerzeugung.
• Kondensator: Damit die Anlage richtig funktioniert, muss der Dampf wieder verflüssigt werden.
• Gebäude für die Lagerung: Dient zur Lagerung des Brennstoffs.
• Kühlkreislauf: Dessen Aufgabe ist es, die Wärme des Reaktors zu kühlen.

Es gibt zwei Arten von Reaktoren:

• Druckwasserreaktor (DWR): Besteht aus zwei Kreisläufen.
• Siedewasserreaktor (SWR): Besteht aus einem Kreislauf.

Erneuerbare Energien

Wasserkraft

Wasserkraft nutzt die kinetische Energie des fließenden Wassers oder die potenzielle Energie von gespeichertem Wasser in einem Stausee.

Anwendungen der Wasserkraft:

• Früher wurde Wasserkraft in mechanische Energie umgewandelt (Getreidemühlen, Wasserräder).
• Heute wird sie auch zur Stromerzeugung genutzt. (Das erste Wasserkraftwerk wurde 1882 in den USA gebaut.)

Wasserkraftwerk: Funktionsweise

Das Wasser fließt durch Leitungen aus dem Stausee zu den Turbinen. Diese drehen sich und treiben einen Generator an, der Strom erzeugt. (Potenzielle Energie des Wassers wird zu kinetischer Energie, dann zu mechanischer Rotationsenergie und schließlich zu elektrischer Energie.)

Teile eines Wasserkraftwerks

Stausee

Hier wird das Wasser gespeichert. Es gibt zwei Arten von Staudämmen:

• Gewichtsstaumauer: Gleicht den Zug des Wassergewichts aus. Sie ist in der Regel gerade und leicht konkav.
• Bogenstaumauer: Leitet die Schubkraft des Wassers auf die Hänge des Berges um. Sie ist in der Regel konvex.

Wasserleitungen

• Tore: Lassen Wasser ab, ohne dass es durch die Turbinen fließt, wenn dies aus Sicherheitsgründen oder zur Bewässerung erforderlich ist.
• Rohrleitungen: Leiten das Wasser vom Stausee zu den Turbinen.

Maschinenraum

Hier befinden sich:

• Turbinen: Wandeln die kinetische Energie des Wassers in mechanische Energie um. Es gibt zwei Haupttypen von Turbinen:
• Kaplan-Turbine: Eine Turbine mit vertikaler Achse, die für Gefälle von ca. 25 m und große, schnelle Durchflüsse verwendet wird.
• Pelton-Turbine: Eine Turbine mit horizontaler Achse, die für größere Gefälle und geringere, langsamere Durchflüsse verwendet wird.

• Generator: Wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um.
• Transformator: Erhöht die Spannung der von den Generatoren erzeugten Energie.

Arten von Wasserkraftwerken

• Kleinstwasserkraftwerke: Diese haben eine Leistung von weniger als 10 MW.
• Großwasserkraftwerke: Ihre Leistung ist größer als 10 MW. Sie befinden sich in den Einzugsgebieten der Flüsse. Es gibt zwei Arten:
• Reine Pumpspeicherkraftwerke: Das Oberbecken wird aus dem Unterbecken gespeist, da kein Fluss vorhanden ist.
• Kombinierte Pumpspeicherkraftwerke: Das Oberbecken wird nicht aus dem Unterbecken gespeist, da das Flussbett vorbeifließt, außer in Zeiten der Dürre.

Nutzung der Sonnenenergie

• Kollektoren: Heizung, Warmwasser, Schwimmbäder und industrielle Anwendungen mit Glasabdeckung.
• Passive Solarenergienutzung: Öfen.
• Forschung: Metallgießereien.
• Parabolrinnen: Stromerzeugung.
• Heliostatenfeld: Stromerzeugung.
• Photovoltaik-Module: Stromerzeugung.