Bachelorarbeit, 2009
100 Seiten, Note: 1,3
1 Einleitung
1.1 Ausgangssituation
1.2 Ziel der Arbeit & Vorgehensweise
2 Grundlagen: Was sind erneuerbare Energien?
2.1 Begrifflichkeiten & Klassifizierung
2.2 Abgrenzung zu fossilen Energieträgern
2.3 Einheiten und Berechnung
2.4 Geschichtlicher Hintergrund
2.4.1 Entwicklungsperspektive
2.4.2 Gesetzliche Perspektive
3 Möglichkeiten der Energiegewinnung
3.1 Windkraft
3.1.1 Allgemein
3.1.2 Die ersten Windräder
3.1.3 Einteilung und Effektivität
3.1.4 Standorte
3.1.5 Bestandteile und Funktionsweise
3.1.6 Widerstand und Repowering
3.1.7 Onshore
3.1.8 Offshore
3.2 Wasserkraft
3.2.1 Anteil und Bedeutung
3.2.2 Typen und Einsatzweise
3.2.3 Turbinen
3.2.4 Auswirkungen
3.3 Photovoltaik
3.3.1 Technik
3.3.2 Unterscheidung der Systemtypen
3.3.3 Vorteile und Entwicklung
3.4 Biomasse
3.4.1 Was versteht man unter Biomasse?
3.4.2 Nutzung
3.4.3 Grenzen
3.5 Geothermie
3.5.1 Einführung
3.5.2 Tiefe Geothermie
3.5.3 Oberflächennahe Geothermie
3.6 Gezeitenkraft
3.6.1 Anfänge und Ursache der Gezeiten
3.6.2 Funktionsweise
3.6.3 Abwandlung: Seaflow-Kraftwerke
4 Neue Möglichkeiten der Energiegewinnung
4.1 Das Aufwindkraftwerk
4.1.1 Funktionsprinzip
4.1.2 Elemente
4.1.3 Vergleich
4.1.4 Projekte
4.2 Das Projekt DESERTEC
4.2.1 Die Stiftung und ihr Konzept
4.2.2 Technik
4.2.3 Vor- und Nachteile
4.2.4 Entwicklung und aktuelle Ereignisse
5 Schlussbetrachtung
5.1 Zusammenfassung
5.2 Strompreise
5.3 Ziele der Energieverteilung
5.4 Beispiele für eine nachhaltige Energieversorgung und Ausblick
Die Arbeit untersucht die derzeitige Situation und den technologischen Stand erneuerbarer Energien, um Möglichkeiten für eine nachhaltige Umstrukturierung der Energieversorgung aufzuzeigen und die Chancen sowie Risiken der verschiedenen Technologien zu analysieren.
3.1.5 Bestandteile und Funktionsweise
Der Aufbau einer Windenergieanlage ist verhältnismäßig simpel. Über ein Fundament im Boden wird ein hoher Turm aus Beton, Stahl oder einer Stahlgitterkonstruktion errichtet. An der Spitze des Turms befindet sich die sogenannte Gondel. Sie ist horizontal drehbar gelagert. In ihr befindet sich neben einem Getriebe auch der Generator, welcher über eine Welle mit dem Rotor verbunden ist. Üblicherweise werden dreiblättrige Rotoren verwendet, die meist aus Faserverbundwerkstoff hergestellt sind. Die Einspeisung des Stroms in das Netz erfolgt direkt oder über eine Leistungselektronik [7].
Bei kleineren Anlagen sorgt eine Windfahne dafür, dass der Rotor in die richtige Windrichtung gestellt wird. Bei großen Anlagen erfolgt das Ausrichten über Elektromotoren.
Eine WEA benötigt zum Anlaufen Windgeschwindigkeiten von etwa 3-4 m/s. Bei ca. 12-16 m/s wird die maximale Leistung abgegeben. Ab 25 m/s, das entspricht Windstärke 10, ist die Belastung so hoch, dass zum Schutz der Rotor gebremst oder sogar angehalten und die Blätter aus dem Wind gedreht werden müssen. Die Leistungsregelung einer Anlage erfolgt dabei über folgende zwei Prinzipien: 1) stall (engl. Strömungsabriss): Beim sogenannten Stall-Effekt erfolgt konstruktionsbedingt ab Erreichen der maximalen Leistung und Drehzahl ein Strömungsabriss an den Rotorblättern. Die Rotorblätter sind dabei fest mit der Nabe verbunden. Als Generator wird ein üblicher Drehstrommotor benutzt, welcher die Drehzahl nahezu konstant hält. Würde das Einsetzen des Stall-Effekts bei einem Flugzeug katastrophale Folgen haben, so schützt er hier die Anlage vor zu hoher Belastung [7] [26]. 2) pitch (engl. Neigung): An größeren Anlagen wird eine Pitch-Regelung verwendet. Die Rotorblätter können dabei um ihre eigene Achse gedreht werden. Das heißt der Anstellwinkel zum Wind kann mit einem Elektromotor verändert werden. So kann immer der für den momentanen Wind günstigste Anstellwinkel realisiert werden [7].
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die Problematik der globalen Erderwärmung ein und stellt das Ziel der Arbeit vor, erneuerbare Energien als umweltfreundliche Alternative zu fossilen Energieträgern zu untersuchen.
2 Grundlagen: Was sind erneuerbare Energien?: Dieses Kapitel definiert die zentralen Begriffe und Klassifizierungen, grenzt erneuerbare von fossilen Energieträgern ab und erläutert die historische und gesetzliche Entwicklung.
3 Möglichkeiten der Energiegewinnung: Hier werden die wichtigsten etablierten Technologien – Wind-, Wasser-, Sonnen-, Biomasse-, Geothermie- und Gezeitenenergie – technisch und kritisch im Detail betrachtet.
4 Neue Möglichkeiten der Energiegewinnung: Dieses Kapitel widmet sich innovativen Ansätzen wie dem Aufwindkraftwerk und dem großskaligen DESERTEC-Konzept, welche als Zukunftsoptionen für die Energiewende diskutiert werden.
5 Schlussbetrachtung: Die Schlussbetrachtung fasst die Ergebnisse zusammen, diskutiert die Bedeutung eines Energiemixes sowie die Problematik der Strompreise und gibt einen Ausblick auf nachhaltige Energieversorgungsbeispiele.
Erneuerbare Energien, Windkraft, Wasserkraft, Photovoltaik, Biomasse, Geothermie, Gezeitenkraft, Aufwindkraftwerk, DESERTEC, Energiewende, Nachhaltigkeit, Klimaschutz, Strompreise, Primärenergie, Wirkungsgrad.
Die Arbeit befasst sich mit dem Thema erneuerbare Energien unter einer ökonomischen und ökologischen Perspektive sowie deren Chancen und Risiken für die Zukunft.
Die zentralen Felder umfassen die physikalischen und historischen Grundlagen, verschiedene Technologien zur Energiegewinnung sowie neue, innovative Energiekonzepte und deren Zukunftsfähigkeit.
Ziel ist es, den Stand der Technologien aufzuzeigen, Möglichkeiten zur Umstrukturierung der Energiewirtschaft zu präsentieren und die Konkurrenzfähigkeit gegenüber herkömmlichen Energieträgern zu analysieren.
Der Autor führt eine umfassende Literaturanalyse und technologische Bewertung durch, um die aktuelle Situation der erneuerbaren Energien zu veranschaulichen.
Der Hauptteil analysiert die Funktionsweise, Potenziale und ökologischen Auswirkungen von Wind-, Wasser-, Solar-, Biomasse- und Geothermie-Anlagen sowie neue Konzepte wie Aufwindkraftwerke und DESERTEC.
Zu den wichtigsten Begriffen gehören erneuerbare Energien, Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, Klimaschutz, Strommarkt, Kraftwerkstechnologien und Energiewende.
Der Autor plädiert für einen Energiemix, bei dem erneuerbare Energien schrittweise die konventionellen Energieträger ablösen, betont jedoch die Notwendigkeit von Investitionen und politischer Steuerung.
Er sieht es als technisch und theoretisch ausgereift, weist aber auf enorme Investitionskosten und die Notwendigkeit fairer Regelungen hin, damit auch die beteiligten afrikanischen Staaten von der Stromproduktion profitieren.
Der GRIN Verlag hat sich seit 1998 auf die Veröffentlichung akademischer eBooks und Bücher spezialisiert. Der GRIN Verlag steht damit als erstes Unternehmen für User Generated Quality Content. Die Verlagsseiten GRIN.com, Hausarbeiten.de und Diplomarbeiten24 bieten für Hochschullehrer, Absolventen und Studenten die ideale Plattform, wissenschaftliche Texte wie Hausarbeiten, Referate, Bachelorarbeiten, Masterarbeiten, Diplomarbeiten, Dissertationen und wissenschaftliche Aufsätze einem breiten Publikum zu präsentieren.
Kostenfreie Veröffentlichung: Hausarbeit, Bachelorarbeit, Diplomarbeit, Dissertation, Masterarbeit, Interpretation oder Referat jetzt veröffentlichen!

