Regenerative Energien für Entwicklungsländer

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1 Hussein M. Rady Regenerative Energien für Entwicklungsländer Rahmenbedingungen Strategien Technologien Wirtschaftlichkeit Ökologie Nomos Verlagsgesellschaft Baden-Baden

2 INHALTSVERZEICHNIS Seite Problemstellung und Kurzfassung 17 Definition of the Problems and Summary 24 TEIL I PLÄDOYER FÜR EINE ALTERNATIVE ENERGIEVERSORGUNGS- STRATEGIE IN ENTWICKLUNGSLÄNDERN 31 1 EINLEITUNG 31 2 DIE AUSWIRKUNGEN DER ENERGIEKRISE IN ENTWICKLUNGSLÄNDERN Die Auswirkung der kommerziellen Energiekrise Die Auswirkung der organischen Brennstoffkrise 58 3 DIE ENERGIEVERSORGUNGSPROBLEME IN ENTWICKLUNGSLÄNDERN Die kommerziellen Energieversorgungsprobleme Erdöl Kohle Erdgas Elektrizität Die organischen Brennstoffversorgungsprobleme Brennholz Holzkohle Dung Ernterückstände ANSÄTZE FÜR EINE ENERGIESTRUKTURVERBRAUCHSANALYSE MASSNAHMEN FÜR EINEN RATIONELLEREN ENERGIEVERBRAUCH IN ENTWICKLUNGSLÄNDERN SCHÄTZUNG DES ENERGIEBEDARFS FÜR DIE ENTWICKLUNGS- LÄNDER BIS ZUM JAHR Schätzung des kommerziellen Energiebedarfs in den Entwicklungsländern (ohne OPEC-Länder) 124 9

3 Kreislauf des Wärmetransportes bzw. Wärmeübertragung Auslegung der Verrohrung Kombination zwischen Solaranlagen und konventionellen Warmwasseranlagen Technisches und ökonomisches Rechenexempel für eine Solarwarmwasseraufbereitungsanlage SolarkUhlung Photoelektrische Konversion Physikalische Grundlagen des photovoltaischen Effekts Wirkungsgrad und Strahlungsverluste Solarzellentechnologie und Entwicklungstendenzen Siliziumsolarzellen-Technologie Einsatzmöglichkeiten von Solarzellen Wasserkraft (Laufwasserenergie) Laufwasserpotential und seine Nutzung Wasserkraftanlagen Wasserkraftwerke Wasserräder Umwelt- und Wirtschaftlichkeitsaspekte von Wasserkraftwerken Windenergie Das Angebot an Windenergie Windenergieanlagen Nutzung der Windenergie Biokonversion Die Photosynthese und ihre Effizienz Das Welt-Biomassepotential zur Energiegewinnung Das technisch nutzbare Biomassepotential zur Energiegewinnung Ansätze zur Erhöhung des Biomassepotentials Systematisierung der Nutzungsmöglichkeiten. von Biomasse im ländlichen Raum zur Energiegewinnung Energieplantagen (Energiefarmen)

4 5.8 Kriterien für die Evaluierung der Wirtschaftlichkeit von Alkoholgewinnungsprojekten auf der Basis von Agrarprodukten 344 BIOGAS ALS ALTERNATIVE ENERGIE IN LÄNDLICHEN GEBIETEN Biochemische Grundkenntnisse der Methangärung Die Phasen der Methangärung Verflüssigungsphase Methanogenphase Methanbildende Phase Die spezifische Gasausbeute Faktoren, die den Fermentationsprozeß beeinflussen Anaerobe Bedingungen Vorhandensein von Methanbakterien und ihr Mengenverhältnis zum Substrat Temperatur Substratkomponenten NährstoffZusammensetzung Kohlenstoff-Stickstoff-Relation Optimierung des Kohlenstoff- Stickstoff-Verhältnisses Säurekonzentration ph-werte Gift- und Hemmstoffe Feststoffkonzentration Teilchengröße der Feststoffe Mischen des Schlamms Schwimmdeckenbildung Verweildauer (Retentionszeit) Biomasse zur Biogaserzeugung in landwirtschaftlichen Betrieben Tierische Exkremente Rindermist Schweinemist Grüne Pflanzenteile Grünfutterarten Stroh- und Spreuarten Andere pflanzliche Stoffe Menschliche Ausscheidungen und Haushaltsabfälle 408

5 6.4 Gasausbeute verschiedener Biomassen Dimensionierung von Biogasanlagen Endprodukte der Methangärung und deren volkswirtschaftliche Nutzung Biogas Eigenschaften des Gasgemisches Eigenschaften der Gaskomponenten Verwendungsmöglichkeiten für Biogas und dessen volkswirtschaftlicher Nutzen Nutzungsmöglichkeit im Haushalt und im landwirtschaftlichen Betrieb Biogas für Gasbrenner Biogas für Beleuchtungszwecke Biogas als Treibstoff für stationäre Anlagen Biogas als Treibstoff für Kraftfahrzeuge Nutzungsmöglichkeiten als Industrierohstoff Fermentationsschlamm Verwertung als Biodünger Technik der Biogasanlagen Systemwahl Das Batch-System (Chargeanlage) Das kontinuierliche System Technische Kriterien beim Bau von Biogasreaktoren Baubestandteile Isolierung der Betriebstemperatur Biogasanlagen für Entwicklungsländer Gobar-Gas-Anlage und ihre modifizierte Bauweise Die Dom-Biogasanlage und ihre modifizierte Bauweise

6 6.8 Leitfaden für die Planung und Evaluierung von Biogasanlagen in ländlichen Gebieten der Entwicklungsländer Zielsetzung Planungskriterien Ermittlung des Biogasbedarfs Ermittlung der verfügbaren Biomasse Standortwahl Ökonomische Kriterien Die Jahreskosten Herstellungskosten Nutzungsdauer Betriebskosten Jahreserlös Wirtschaftlichkeit und Rentabilität Sekundäre Effekte 483 Literaturverzeichnis 485 Tabellenverzeichnis 497 Abbildungsverzeichnis 502 Abkürzungsverzeichnis 506 Maßeinheiten 509 Einheiten der Energiewirtschaft und Umrechnungsfaktoren 511 Umrechnungstabelle 513 Dezimale Vielfache und Teile

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