woher kommt in zukunft die energie, die wir brauchen? · j = n · m = w · s oder 3.600.000 j = 1...
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März 2012 Walter Straub Folie 1
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Woher kommt in ZukunftWoher kommt in Zukunftdie Energie, die wir brauchen?die Energie, die wir brauchen?
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ÜbersichtGrundbegriffe
Physik
Formen der Energie
Erneuerbare Energien
Diskussion
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Grundbegriffe:Grundbegriffe:• Energie in Joule (J) *
• Leistung in Watt (W) **
• Joule = Newton mal Meter = Watt mal Sekunde
J = N · m = W · s oder 3.600.000 J = 1 kWh
* Wenn man eine 100g Tafel Schokolade um einen Meter höher legt, hat die Tafel ein Joule mehr (Lage-) Energie als vorher.
** Wenn das Anheben in einer Sekunde geschieht, hat man dazu 1 Watt Leistung benötigt.
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Physik:Satz von der Erhaltung der Energie
Energie kann weder geschaffen noch vernichtet werden;
sie kann aber von einer Form in eine andere umgewandelt werden.
Der Energiegehaltunseres Universums bleibt konstant.
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Verschieden Energie-Formen:Verschieden Energie-Formen:
Chemische
Kinetische
Elektrische
Thermische
Wellen
Strahlungs-
Potentielle- oder Lage-
Kern-
Schall
u.a.
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Erneuerbare Energien
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Der Ursprung der„Erneuerbaren Energien“
ist unser Universum
Das Sonnensystem:
Sonne, Erde und Mond
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Mond - Energie
Ebbe und FlutGezeitenkraftwerke Strömungskraftwerke
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Erde: Geo-ThermieDie Temperatur von 99 % der
Erdkugel ist wärmer als 1000°C
die Temperatur von nur 0,1 % der
Erdkugel ist kälter als 100°C
Umfang ca. 40000 km Radius ca. 6400 kmΔR
1000 = ca. 21 km ΔR
100 = ca. 2,0 km
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GeothermieUnterhaching
ca. 240 Tonnenca. 6,4 km/h
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Geothermie-Ertrag
Schüttung 125 Liter/SekMax Temperatur hoch 130 °CMin Temperatur runter 60 °CSpez. Energie von H
2O 1,16 kWh/(m³K)
Leistung 36,54 MWZeit 8760 h/a
Energie 320.076.384,00 kWh/aPreis 0,04 €/kWhErtrag 12.803.055,36 €/a
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BundNaturschutzin Bayern e.V.OG Oberhaching
Sonnen-Energiedirekt
Strahlungs- Energie
indirekt
Mechanische Energie
gespeichert
Bio-Energie
---------- bei Tag und im Sommer --------------- ganzjährig --------- bei Nacht und im Winter
Wärme Wärme, Strom + Treibstoff
Foto-Voltaik-Anlagen
Wind-Kraft-Werke
Wasser-Kraft-Werke
Bio-Masse
(z.B. Holz)
StrahlungLuft- & Wasser
BewegungFotosynthese
Strom
Solar-Architektur
Solar-Kollektoren
Bio-Öl
Bio-Gas
Solar-Dampf
Kraftwerk
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Regenerativer-Strom Bio-Treibstoff
Elektrolyse von H2O
Wasserstoffwirtschaft
Brennstoff-Zelle
Wärme Strom
Wärmepumpen
Wärme
Wind-GasWasserstoff-Motoren
für BHKW & Auto
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BundNaturschutzin Bayern e.V.OG Oberhaching
Sonnen-Energiedirekt
Strahlungs- Energie
indirekt
Mechanische Energie
gespeichert
Bio-Energie
---------- bei Tag und im Sommer --------------- ganzjährig --------- bei Nacht und im Winter
Wärme Wärme, Strom + Treibstoff
Foto-Voltaik-Anlagen
Wind-Kraft-Werke
Wasser-Kraft-Werke
Bio-Masse
(z.B. Holz)
StrahlungLuft- & Wasser
BewegungFotosynthese
Strom
Solar-Architektur
Solar-Kollektoren
Bio-Öl
Bio-Gas
Solar-Dampf
Kraftwerk
Diese Nutzung ist CO2-frei
Diese Nutzung ist CO2-neutral
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Solar Architektur
„Erneuerbare Energie in Bayern“, Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie
1 Südliche Glasfläche2 Speicherwand3 Einzelne Fenster nach Norden4 regulierbare Luftöffnungen zum Innenraum5 Speicherboden6 Bewegliche Isolierung
Quelle: Internet
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Thermische Solar Kollektoren
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Das DesertecProjekt
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PV-Anlage Büchlweg 42
30 m² 3,96 kWp
Ertrag: ca. 3600 kWh/Jahr
Das Verteilernetz der E.ON Bayern Netz GmbH
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BundNaturschutzin Bayern e.V.OG Oberhaching
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
2000
4000
6000
8000
WEA 80 m Durchmesser ( η = 30%)
(kW)
Windgeschwindigkeit (m/s)
Leis
tung
(kW
)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
1000
2000
3000
4000
5000
Leistung im Wind
W/m²
Windgeschwindigkeit (m/s)
Spe
zifis
che
Leis
tung
(W/m
²)
Windenergieanlage (WEA)
Enercon
1 m/s = 3,6 kmh
y = k · x³
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Wasserkraft: Mühltal/IsarMaximale Leistung 12 MW Jährliche elektr. Energie 70 - 80 Mio. kWh
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CxHx
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Holz-Pellets
5 kWh/kg
600 kg/m3
Einfamilienhaus
10 m3 /Jahr
(2 m x 2 m x 2,5m)
Quelle: Internet
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Erzeugung von Bio-ÖlAussaat der Öl-Pflanze
Pflanze wachsen lassen
Samen ernten
Samen zerkleinern
auspressen ==> Bio-Öl
Ölkuchen ist hochwertiges
Tierfutter oder DüngerC.A.R.M.E.N.
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Bio-Gas
Erd-Gas-Netz
Quelle: Internet
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März 2012 Walter Straub Folie 25
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Biomüll-Vergärungsanlage in Kirchstockach
Erd-Gas-Netz
Schaubild der Biomüll-Vergärungsanlage, Kirchstockach
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März 2012 Walter Straub Folie 26
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„Erneuerbare Energie in Bayern“, Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie
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ENERTRAG Hybridkraftwerk
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nach “Erneuerbarer Energien in Bayern” Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie, Verlag Marketing u. Wirtschaft GmbH RB.Nr. 07/96/19
Prinzip einer Kompressions-Wärmepumpe
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Die Energie-Würfel
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Energie effizient nutzen
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Energie
2000 z.B. 2050
Energiebedarf (D)
Jahr
Trend ohne Maßnahmen
Rationelle ENergienutzung(Energie sparen)
NutzungREGenerativer Energien
Nutzung fossiler Brennstoffe = CO 2
Diagramm nach Studie: "Zukunftsfähige Energiepolitik", 1995 Economica-Verlag
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Ende
und
Diskussion