Nachhaltige Energiesysteme im Überblick

Pixabay.com © andreas160578 CCO Public Domain
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29.08.2022

Erneuerbare Energien sind längst im Alltag angekommen und laufen herkömmlichen Energiestoffen langsam, aber sicher den Rang ab. Egal ob in Haushalten, Industriebetrieben oder gar im Verkehr. Nachhaltige Energien schonen die Umwelt und können zu einer emissionsfreien Zukunft beitragen. Dieser Beitrag dreht sich rund um das Thema nachhaltige Energiesysteme.

Was sind nachhaltige Energiequellen?

Im Moment gibt es insgesamt fünf verschiedene Möglichkeiten, um nachhaltige Energie zu produzieren.

Solarenergie und Photovoltaik

Der größte natürliche Energielieferant ist unsere Sonne. In einer Stunde produziert die Sonne genug Energie, um die ganze Erde ein Jahr mit Strom zu versorgen. Doch mit Sonnenenergie lässt sich neben Strom auch Wärme erzeugen. Aus diesem Grund setzen mittlerweile auch immer mehr private Haushalte auf Photovoltaikanlagen auf dem Dach. Beim Solarbau wird daher oft in luftiger Höhe gearbeitet. Mit speziellen Sicherheitssystemen für den Solarbau ist der Schutz für die Monteure jederzeit gegeben. Die angebrachten Solarkollektoren arbeiten mit Halbleitern aus Silizium und wandeln die eingefangenen Sonnenstrahlen in elektrischen Strom um. Der größte Solarpark der Welt befindet sich in China. Alleine dieser Park liefert genug Energie für rund 150.000 Einfamilienhäuser.

Wasserkraft

Neben Solarenergie ist auch Wasserkraft eine gute und effektive Möglichkeit, um Strom zu erzeugen. Wasserkraft wird aus fließendem Wasser bezogen. Das Wasser setzt in eigenen Wasserkraftwerken Turbinen, welche in einem Fluss oder Staudamm platziert sind, in Bewegung. Damit aus der Bewegung der Turbinen Strom erzeugt werden kann, sind diese mit einem Stromgenerator verbunden. Zwar macht Wasserkraft in Deutschland zurzeit nur einen kleinen Teil der erzeugten Energiemasse aus. Im Nachbarland Österreich sieht dies jedoch anders aus. Dort ist Wasserkraft die wichtigste Form, um nachhaltige Energie so produzieren. Auch bei Wasserkraft ist China wieder der Vorreiter. Der Drei-Schluchten-Damm ist das größte Wasserkraftwerk der Welt.

Windenergie

Windkraftanlagen stehen fast in ganz Deutschland verteilt. Gerade an der Nordküste, wo die kräftige Brise der Nordsee auf Land trifft, findet man sie häufig vor. Das Prinzip von Windkraft ist ähnlich wie das der Wasserkraft. Anstelle von Wasser wird jedoch Wind verwendet. Der Wind setzt die riesigen Rotorblätter des Windrads in Bewegung. Diese sind wiederum mit einem Stromgenerator verbunden. Im Vergleich zu Wasserkraft wird mittels Windenergie deutlich mehr Strom in Deutschland produziert. Genauer gesagt 20 Prozent des gesamten Strombedarfs. Das größte Windrad der Welt befindet sich auch hierzulande in Gaildorf bei Stuttgart.

Windräder Pixabay
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Biomasse

Nicht nur mit Wasser, Sonne und Wind lässt sich Energie erzeugen. Auch pflanzliche und tierische Abfälle werden zur Herstellung von Strom eingesetzt. Der Sammelbegriff dafür ist Biomasse. Um aus Abfällen Strom zu erzeugen, wird die Biomasse in einem Kessel verbrennt. Dieser Vorgang setzt Hitze frei, welche wiederum Wasser zum Sieden bringt. Durch den Wasserdampf wird eine Turbine betrieben, die in weiterer Folge einen Generator betriebt. Das Prinzip von Biomasse ist ähnlich wie dem eines Kohlekraftwerks. Auch bei der Verbrennung von Kohle wird auf diesem Weg Energie erzeugt. Biomasse ist jedoch wesentlich nachhaltiger als Kohle. Während in anderen Teilen der Welt bereits vermehrt auf Biomasse gesetzt wird, macht Biomasse nur einen kleinen Teil des Energiemixes in Deutschland aus.

Erdwärme

Auch mittels natürlicher Erdwärme lässt sich Energie erzeugen. Unter Erdwärme versteht man geothermische Energie aus dem Erdinneren. Fast alle 100 Meter steigt die Temperatur unter unseren Füßen um drei Grad. In der Nähe von Vulkanherden sogar noch deutlich mehr. Je weiter man in das Erdinnere vordringt, desto wärmer wird es. Erdwärmekraftwerke arbeiten mit riesigen Bohrern, welche Hunderte Meter tief in das Erdreich eindringen. Durch den Einsatz von Pumpen wird Wasser in das Erdinnere befördert. Durch die Temperatur, die dort unten herrscht, verdampft das Wasser. Der Wasserdampf treibt Turbinen an, welche an einen Stromgenerator geschlossen sind. Erdwärme ist in Deutschland die kleinste erneuerbare Energiequelle.

Was versteht man unter erneuerbaren Energien?

Nachhaltige Energiequellen werden auch oft als Energie der Zukunft bezeichnet. Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern wie Kohle, Erdöl und Erdgas erneuern sich diese verhältnismäßig schnell und stehen nahezu unerschöpflich zur Verfügung. Bei herkömmlichen Energiequellen ist das Gegenteil der Fall. Die Reserven sind begrenzt und irgendwann auch aufgebraucht. Würde man weiterhin auf die volle Nutzung von fossilen Brennstoffen setzen, würde die Welt früher oder später ohne Energie auskommen müssen. Vor allem, wenn man bedenkt, dass sowohl die Industrie als auch die Population immer größer wird. Die Erde benötigt immer mehr Energie, welche nicht nur aus herkömmlichen Energiequellen gezogen werden sollte. Doch genau an diesem Punkt kommen erneuerbare Energiequellen ins Spiel. Dank der Nutzung von Sonnenenergie, Wasserkraft und Co kann nicht nur unser Energiebedarf gedeckt werden. Viel mehr wird dadurch auch noch die Umwelt geschont.

Damit man auch von der erzeugten Energie profitieren kann, selbst wenn die Sonne mal nicht scheint oder aus anderen Gründen nicht auf die Energiereserven gegriffen werden kann, werde elektrische und natürliche Stromspeicher eingesetzt. Erneuerbare Energie leisten gute Arbeit und schützen unsere Umwelt. Nichtsdestotrotz stellt die Energiewende auch Herausforderungen dar, die bewältigt werden müssen, um unabhängig von Kohle, Erdgas und Erdöl Strom zu produzieren.