Energiegewinnung

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Steffen Hirsch
9. Februar ‘98
Energiegewinnung
Es gibt mehrere Möglichkeiten Energie/Strom ohne Verbrennung von fossilen Stoffen zu
erhalten.
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Kernkraft
Windkraft
Wasserkraft
Erdwärme
Fusion
Solartechnik
Kernkraft
In einem Kernkraftwerk wird in dem Reaktorkern Hitze erzeugt. Diese
Kitze wird durch ein Kühlmittel “abtransportiert”, das wiederum
Wasser erhitzt und dadurch Dampf erzeugt. Dieser Dampf treibt dann
eine Turbine an, über die ein Generator Strom erzeugt.
Im Kern wird die Hitze durch Spaltung von schweren Atomen (z.B.
Uran 235) erzeugt. Diese Atome werden mit Neutronen beschossen.
Das Uran teilt sich dann und es wird viel Energie freigegeben. Die
Spaltprodukte spalten dann weitere Atome. Es entsteht eine
Kettenreaktion.
Diese Kettenreaktion wird durch Regelstäbe reguliert.
Atomkraftwerke haben nur sehr geringe Emissionen. Gefährlich sind jedoch die abgebrannten
Brennstäbe. Es gibt noch kein System bei dem diese Stäbe komplett regeneriert werden
können. Die Stäbe werden heutzutage in Salzstöcken gelagert.
Windkraft
Schon früher wurde die Windkraft genutzt. Nicht um
Elektrizität herzustellen, sondern um Mühlsteine zu
bewegen, um Getreide zu mahlen.
Heutzutage werden Windturbinen auf Masten gesetzt, die bis
zu 100 Meter hoch sein können. Denn in größeren Höhen
gibt es mehr Wind als auf dem Boden. Solche Anlagen
benötigen viel Wind. In Deutschland können sie deshalb nur
im Norden an den Küsten betrieben werden. Diese Turbinen
sind allerdings sehr laut und produzieren nicht viel Energie
im Vergleich zu anderen Kraftwerken.
Wasserkraft
Es gibt 2 Möglichkeiten Wasserkraft zu nutzen:
1. Durch Gezeitenkraftwerke
2. Durch Staudämme
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zu 1. Große Wassermassen wurden durch die Gezeiten bewegt. Bei Flut bewegt sich das
Wasser auf die Küste zu. Bei Ebbe fließt dieses Wasser wieder ab und treibt beidemal
Turbinen an.
Zu 2. Flüsse werden aufgestaut. Das gestaute Wasser fließt durch Turbinen und treibt diese
an. Norwegen wird komplett von Wasserkraft versorgt. Die entstehenden Stauseen
können jedoch viel Natur zerstören und es können große Katastrophen entstehen.
Erdwärme
Um Erdwärme zu nutzen muß man sehr tief bohren ( 1°C pro 30 Meter). Es gibt aber auch
Spalten in der Erdkruste z.B. in Kalifornien, da dort 2 Platten aufeinandertreffen. Wasser wird
in Bohrungen gepumpt, dort wird es vom Gestein erhitzt. Es entsteht Dampf. Dieser Dampf
wird abgefangen und durch Turbinen geleitetet, die dann Generatoren antreiben um Strom
herzustellen.
Fusionsenergie
Es werden dabei die Vorgänge die sich auf der Sonne abspielen nachgeahmt. In einem
Vakuum werden dabei unter Temperaturen von mehreren Millionen Grad Wasserstoffisotope
Deuterium und Tritium in die Nähe gebracht, so daß sie schließlich verschmelzen und
Helium
zusammen mit einem Neutron bilden. Dabei werden riesige Energiemengen frei. Diese
Energie wird in Dampf umgewandelt und dann in Elektrizität.
Im Gegensatz zu Kernspaltungskraftwerken sind Kernfusionskraftwerke relativ sicher. Es
wird nur in geringen Mengen mit radioaktiven Substanzen gearbeitet. Tritium ist ein ßStrahler mit einer Zerfallszeit von 12 Jahren. Dieser Stoff ist jedoch außerordentlich giftig.
Allerdings kann man ihn in Wiederaufbereitungsanlagen erneut zurückgewinnen und
wiederverwerten.
Solarenergie
Die Sonnenkollektoren bestehen aus 100m langen und 6m breiten parabolförmigen Rinnen,
die aus hunderten präzise geformten Spiegelsegmenten geformt sind. Die von den Spiegeln
reflektierte Sonnenstrahlung wird auf ein Glas- /Metallrohr in der Brennlinie der Trogachse
gebündelt. In dem Rohr befindet sich temperaturbeständiges Öl oder Wasserdampf, der auf
400° C aufgewärmt wird und dann Turbinen antreibt.
Die zukunftsweisendste Technik zur Energiegewinnung ist die Herstellung von Strom durch
Photovoltaikanlagen. Bei Photovoltaik werden Siliziumplatten eingesetzt, die unterschiedlich
dotiert werden. Durch den Sonneneinfall entsteht eine Spannung. Jedoch beträgt der
Wirkungsgrad bei dieser Methode der Energiegewinnung lediglich 10-15%. Es werden aber
immer bessere Solarzellen entwickelt.