1.10.1 Energie-Allgemein
I'm here to talk about Global Warming and Reducing Energy Usage
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2 Energieformen
Mechanische Energie
Kinetische Energie:
Potentielle Energie:
Schwingungsenergie:
Elastische Energie:
Schallenergie:
Wellenenergie:
Thermische und innere Energie
Elektrische und magnetische Energie
Elektrische Energie:
Magnetische Energie:
Elektromagnetische Schwingungsenergie:
Strahlungsenergie oder Photonenenergie:
Bindungsenergie
Chemische Energie:
Kernenergie:
Masse
Bemerkung: In der klassischen Mechanik wird diese Energie nicht mitgerechnet
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3 Energieträger und Energiequellen
Energieträger:
Energiequelle:
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4 Erschöpfliche Energieträger
Fossile Energieträger (chemische Energie)
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= primäre Energieträger
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Die fossilen Energieträger sind aus Biomasse entstandene Stoffe,
die - durch Sedimentschichten von der Atmosphäre abgeschlossen -
nicht verrotten konnten und so ihre chemische Energie erhielten.
Kohle (Steinkohle, Braunkohle):
Torf:
Erdöl:
Ölsande/Ölschiefer:
Erdgas:
Gashydrat (noch ungenutzt auf dem Meeresboden):
Kernbrennstoff (Kernenergie)
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= primärer Energieträger
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Kernbrennstoffe sind Materialien, die zur Energiegewinnung durch
Kernspaltung in Kernreaktoren eingesetzt werden.
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Die in Brennstäben eingeschlossenen spaltbaren Stoffe (insbesondere die
Isotope Uran-235 und Plutonium-239) werden durch Neutronenbeschuss zur
Kernspaltung angeregt, dadurch kommt es zu einer Kettenreaktion.
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Durch diesen Vorgang wird Energie freigesetzt, die in Kernkraftwerken zur
Produktion von elektrischer Energie genutzt wird.
Uran (Kernspaltung):
Plutonium (Kernspaltung):
Wasserstoff (Deuterium und Tritium in Kernfusionsreaktoren):
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5 Erneuerbare Energie
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Die in der Sonne ablaufende Kernfusion ist die Quelle der solaren und
der meisten regenerativen Energien, mit Ausnahme der Geothermie und der
Gezeitenkraft.
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Die Sonne hat eine restliche Brenndauer von voraussichtlich etwa
5 Milliarden Jahren, so dass heute bei regenerativen Ressourcen nicht
das Problem der zeitlich begrenzten Reserven auftritt.
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Erneuerbare Energie, auch regenerative Energie genannt, bezeichnet
Energie aus nachhaltigen Quellen, die nach menschlichen Massstäben
unerschöpflich sind.
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Das Grundprinzip ihrer Nutzung besteht darin, dass aus den in der Umwelt
laufend stattfindenden Prozessen Energie abgezweigt und der technischen
Verwendung zugeführt wird.
Energieströme und Primärquellen
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Die vom Menschen nutzbaren Energieströme entspringen
unterschiedlichen Primärquellen
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Auf der Erde können diese Energiequellen in Form von Sonnenlicht
und -wärme, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme
genutzt werden.
Thermonukleare Umwandlung in der Sonne
Is Nuclear Power Renewable?
Radioaktiven Zerfall im Erdinnern
Erdrotation und den damit verbundenen Effekten (Gezeiten)
Auf der Erde können diese Energiequellen in Form von Sonnenlicht
und -wärme, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme genutzt werden.
Bioenergie/Biomasse
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Bioenergie aus Biomasse bzw. Energiepflanzen
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Bioenergie = chemische Energie
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Biomasse = primärer Energieträger
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Biomasse zählt zu den nachwachsenden Rohstoffen, d. h. sie steht nicht
unbegrenzt zur Verfügung (wie etwa Wind- oder Sonnenergie), kann jedoch
innerhalb kurzer Zeit auf natürliche Weise wieder entstehen
(im Gegensatz zu fossilen Energieträgern).
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Biomasse entsteht durch die Umwandlung von Energie aus der
Sonnenstrahlung mit Hilfe von Pflanzen über den Prozess der Photosynthese
in organische Materie. Biomasse stellt damit gespeicherte Sonnenenergie dar.
Holz:
Pflanzenöl ("Pöl"):
Getreide: Heizen mit Weizen
⇒ Siehe Agroenergie
Getreide als Brennstoff
Fettsäuremethylester (Biodiesel):
BtL-Kraftstoffe:
(Bio-)Ethanol und Zellulose-Ethanol:
Biogas (Biogasanlage):
Biowasserstoff (Dampfreformierung):
Geothermie (thermische Energie)
Tiefe Geothermie:
Oberflächennahe Geothermie:
Solarenergie (Strahlungsenergie)
Photovoltaik (Photovoltaikanlage):
Solarthermie (Sonnenkollektor, Sonnenwärmekraftwerk):
Solarchemie:
Thermik (Thermikkraftwerk):
Wasserkraft (potentielle und kinetische Energie)
Gezeitenkraft:
Strömungsenergie des Meeres:
Meereswärme:
Staudämme und Staumauern:
Osmosekraftwerk (Unterschiedlicher Salzgehalt von Süss- und Salzwasser):
Wellenenergie des Meeres:
Windenergie (kinetische Energie)
Windmühlen bzw. Windenergieanlage:
Aufwind- oder Thermikkraftwerk:
Verdunstungskälte
Adiabate Kühlung:
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6 Verfügbarkeit, Speicherung und Versorgung
a) Zeitliche Verfügbarkeit
b) Energiespeicherung
c) Zentrale und dezentrale Versorgung
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7 Umweltauswirkungen
⇒ Siehe auch "Klimawandel" und "Umweltverschmutzung"
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8 Energiestatistik
Allgemein
Weltweit
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International Energy Agency (IEA)
Agence Internationale de l'Energie (AIE):
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