Wasserkraft – immer im Fluss
Die Wasserkraft gehört zu den regenerativen Energiequellen und wurde schon vor langer Zeit genutzt. Man nutzte die Bewegungsenergie von Bächen und Flüssen, indem man ein Rad in die Strömung integrierte. Bis ins zweite Jahrhundert vor Christus gehen diese frühen und simplen Wasserräder zurück. Mit ihrer Hilfe wurden in den meisten Fällen Mühlen zu Mahlen von Getreide angetrieben. Die dazu gehörigen Mahlsteine waren dabei unmittelbar an der Welle des Rades im Wasser angebracht, es gab keine dazwischen geschalteten Übertragungselemente. Die Römer nutzten nur wenig später Wasserräder mit einer waagerechten Welle, die über ein Umlenkgetriebe verfügten.
Wasserkraft im Spiegel der Geschichte
Die Hochzeit des Wasserrades kam im Mittelalter. Sie würden häufig in Klöstern eingesetzt und die Technik wurde immer mehr verfeinert und wurde immer ausgereifter. Durch die Erfindung der Daumenwelle konnte man eine drehende Bewegung in ein Hin und Her verändern. So konnte die Wasserkraft für Schmieden und Schleifereien, in Sägewerken und auch in der Textil-Herstellung genutzt werden. Auch im Bergbau kam sie zum Einsatz. Wasserkraftwerke im modernen Sinne gibt es ebenfalls schon seit relativ langer Zeit. Bereits vor mehr als hundert Jahren waren sie neben den Dampfmaschinen im Einsatz und mit ihrer Hilfe konnte elektrische Energie gewonnen werden. Man unterscheidet Laufwasserkraftwerke, Speicherkraftwerke, Pumpspeicherkraftwerke, Gezeitenkraftwerke und Wellenkraftwerke. Laufwasserkraftwerke zeichnen sich durch eine geringe Fallhöhe des Wassers aus. Allerdings hat es einen relativ hohen Wasserdurchsatz. Trotz vergleichsweise hoher Kosten bei der Errichtung, zahlen sie sich aus, weil sie im Gegenzug sehr langlebig sind. Zudem müssen sie nicht ständig durch Personal kontrolliert werden und haben geringe Betriebskosten. Sie dienen der Grundstromversorgung und man findet sie beispielsweise in Saar und Mosel.
Vielfältige Nutzungsmöglichkeiten
Speicherkraftwerke findet man häufig in hoch gelegenen Seen oder Talsperren. Hier wird das Wasser mit Hilfe von Stollen und Druckrohrleitungen zu den Turbinen geleitet und im Falle eines Anstiegs des Elektrizitätsbedarfs aus dem Speicherbecken genutzt werden. Diese Art der Wasserkraft eignet sich besonders, um den Spitzenbedarf zu decken. Im Gegensatz dazu werden Pumpspeicherkraftwerke dazu genutzt, größeren Strombedarf zu bedienen. Sie sind vergleichbar mit gigantischen Batterien und sichern die Reserve, bzw. das Netz, wenn es zu einem Ausfall eines anderen Kraftwerkes kommen sollte. Auch die Energie der Gezeiten kann zur Gewinnung von Elektrizität genutzt werden. Hierzu eignen sich Gezeitenkraftwerke. Diese sind jedoch nur dann sinnvoll, wenn es einen ausreichenden Tidenhub gibt, also wenn die Unterschiede zwischen Ebbe und Flut wirklich signifikant sind. Dieses ist beispielsweise in Frankreich der Fall, wo der Unterschied zwischen den Wasserständen bei zirka zwölf bis dreizehn Metern liegt. Sie sind aus diesem Grund nur an relativ wenigen Orten sinnvoll, da diese natürlichen Gegebenheiten nicht überall vorhanden sind. So gibt es beispielsweise in Deutschland nicht ein einziges Gezeitenkraftwerk. Zu guter Letzt gibt es noch die Möglichkeit, die Wellen zur Gewinnung von Strom zu nutzen. Hier gibt es unterschiedliche Methoden, um Elektrizität zu erzeugen, doch auch diese Wellenkraftwerke sind in Deutschland nicht zu finden, sie gibt es an den Küsten einiger skandinavischen Länder, in Frankreich und England. Weltweit werden zirka 20 Prozent des Elektrizitätsbedarfs durch die Wasserkraft bedient.
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MehrSolarenergie – sonnige Zeiten auf dem Energiemarkt
Die Sonnen- oder Solarenergie ist eine umweltfreundliche und dadurch regenerative Energiequelle, die angesichts immer weiter steigender Energiepreise für Öl, Gas und Strom immer mehr in den Fokus der Öffentlichkeit gerät. In der Tat nutzen auch immer mehr Hauseigentümer diese umweltschonende Sonnenenergie, denn sie steht frei zur Verfügung. Und die Sonne strahlt binnen eines Jahres eine große Energiemenge ab. Immerhin handelt es sich im nicht gerade sonnenverwöhnten Deutschland um 1.000 Kilowatt pro Quadratmeter. Wenn man dies umrechnet, so ergibt sich ein ungeheures Energiepotenzial, das einfach vergeudet wird. Es ist nämlich gleichzusetzen mit ungefähr 100 Litern Heizöl und 100 Kubikmetern Erdgas. Die Nutzung der Solarenergie wird immer attraktiver.
Sicher, sauber, effizient
Die Solarenergie zeichnet sich dadurch aus, dass sie keine fossilen Brennstoffe vergeudet und es erfolgt darüber hinaus auch kein CO2-Ausstoß, der die Umwelt stark belastet. Wer sich dafür entscheidet, Solarenergie zu nutzen, sollte langfristig denken und diese Planung auf zirka zwanzig Jahre hin anlegen. Zudem gilt es zu bedenken, ob die Anlage für warmes Wasser und zu Heizen, also thermisch, genutzt werden soll oder für die Stromversorgung. Man kann sie jedoch auch gleichzeitig thermisch und elektrisch nutzen. Diese Vorüberlegungen sind für den Privathaushalt von größter Wichtigkeit. Denn wenn eine Anlage erst einmal installiert ist, so sind nachträgliche Änderungen kompliziert und mit erheblichen Kosten verbunden. Um eine solche Anlage thermisch zu nutzen, benötigt man Solarkollektoren. Sie sammeln die Sonnenenergie und geben diese Wärme dann über eine Pumpe weiter an den Wasserspeicher. Um die Heizkörper mit warmem Wasser versorgen zu können, benötigt man etwas größere Anlagen. Sie sind gekoppelt mit einer Heizanlage, so dass man auch dann warmes Wasser hat, wenn die Solarspeicher einmal leer sein sollten. In Kombination mit der Solarenergie kann man auf diese Weise den Bedarf an fossilen Brennstoffen um mehr als die Hälfte reduzieren.
Die Kraft der Sonne nutzen
Damit solarthermische Anlagen sich rentieren, müssen sie einen spürbaren Beitrag zur Gewinnung von Wärme leisten. Sie werden häufig von staatlicher Seite durch Förderprogramme unterstützt. Die elektrische Nutzung geschieht über Solarmodule, die die Lichtenergie direkt in elektrischen Strom umwandeln. Dieser Umwandlungsprozess ist auch unter dem Namen Photovoltaik bekannt. Der Strom, der durch diese Solarenergie gewonnen wird, wird direkt in das öffentliche Stromnetz eingespeist. In den letzten Jahren haben sich die Kosten für die Stromerzeugung durch die Solarenergie um zirka 70 Prozent verringert, so dass sich auch für Privathaushalte diese Investition durchaus lohnen kann. Der Markt wächst nach wie vor und hat ein großes Potenzial. Darüber hinaus wird die Solarenergie auch für die Stromerzeugung in Kraftwerken genutzt. Doch diese solarthermischen Kraftwerke werden hauptsächlich in den Regionen aufgestellt, die vergleichsweise viel Solarenergie pro Quadratmeter erhalten. Lohnenswert ist dies erst ab zirka 1.700 Kilowatt bis zirka 2.800 Kilowatt Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter. Obwohl der Einsatz in Deutschland aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung nicht lohnenswert ist, ist Deutschland in Sachen Technologie und Forschung bei der Solarthermik an der Weltspitze. Die Solarenergie ist ein Zukunftsmarkt, seitdem die Bundesregierung ein Gesetz zur Förderung alternativer Energien verabschiedet hat. Seitdem gibt es einen deutlichen Aufschwung innerhalb dieser Branche zu verzeichnen.
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