Eine Reise durch die Energie
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1 Eine Reise durch die Energie Uwe Dankert (Dipl.Phys., M.Sc.) Tel.: Mobil: Copyright udeee Consulting GmbH All rights reserved
2 Energiesystem Simulation Energie Analyse / Audit Energie Effizienz Energie Bilanzierung Energie Konzepte Energie Erneuern Leidenschaft für Energie Seite 2
3 Fertig zur Energiereise? Seite 3
4 Mitdenken ist angesagt Seite 4
5 Was ist Energie? Seite 5
6 Was ist Energie? Gravitationsenergie Thermische Energie Kernenergie Kraftstoff Strom Licht(energie) Bindungsenergie Solarenergie Erdgas Wärme Magnetische Energie Bewegungsenergie Chemische Energie Benzin Lageenergie Bioenergie Elektrische Energie Diesel Seite 6
7 Was ist Energie? Gravitationsenergie Thermische Energie Kernenergie Kraftstoff Strom Licht(energie) Bindungsenergie Solarenergie Erdgas Wärme Magnetische Energie Bewegungsenergie Chemische Energie Benzin Lageenergie Bioenergie Elektrische Energie Diesel Seite 7
8 In welcher Einheit wird Energie gemessen? Joule James Prescott Joule ( ) Seite 8
9 In welcher Einheit wird Energie gemessen? Joule 1 kj = 10 kg * 10 m * 10 m/s² = kg * m²/s² = 1 kj James Prescott Joule ( ) Seite 9
10 Was ist Energie? Gravitationsenergie Thermische Energie Kernenergie Kraftstoff Strom Licht(energie) Bindungsenergie Solarenergie Erdgas Wärme Magnetische Energie Bewegungsenergie Chemische Energie Benzin Lageenergie Bioenergie Elektrische Energie Diesel Seite 10
11 Unser wichtiger Heinzelmann... Seite 11
12 In welcher Einheit wird Leistung gemessen? Leistung = Eingesetzte Energie pro Zeit Energie = Leistung * Zeit kwh Watt Stunde 1 kwh = Watt, eine Stunde lang geleistet Seite 12
13 Kilowattstunde? Seite 13
14 Kilowattstunde? James Watt ( ) 1 kwh = Wh = x Ws = x J = kj 1 kj = J = Ws = / Wh = 0,2778 Wh Seite 14
15 Was ist Energie? Gravitationsenergie Thermische Energie Kernenergie Solarenergie Kraftstoff Strom Licht(energie) Bindungsenergie Erdgas Wärme Magnetische Energie Bewegungsenergie Chemische Energie Benzin Lageenergie Bioenergie Elektrische Energie Diesel Seite 15
16 Seite 16
17 Photovoltaik - Funktionsprinzip Seite 17
18 Solarthermie - Funktionsprinzip Seite 18
19 Auch Windenergie ist solare Energie! WEA an der A61 bei Wörrstadt Photo: juwi Seite 19
20 Wozu benötigen wir Energie? Seite 20
21 Wozu benötigen wir Energie? Beispiel Strom Grafik: Seite 21
22 Wofür benötigt Ihr Energie bei Euch zuhause? Strom Auto Heizwärme Warmwasser 30% 14% 9% Quelle: Endenergie nach AGEB 2011, eigene Darstellung 47% Seite 22
23 Wofür benötigt Ihr Energie bei Euch zuhause? 14% 30% 9% Quelle: Endenergie nach AGEB 2011, eigene Darstellung 47% mehr als 56% für Gebäude- Wärme Seite 23
24 Wo kommt unsere Energie her? Seite 24
25 Unsere Energie in einer Torte mit 16 Stücken Seite 25
26 Unsere Energie in einer Torte mit 16 Stücken Zwölfeinhalb Stücke Gas, Kohle, Öl Seite 26
27 Unsere Energie in einer Torte mit 16 Stücken Ein Stück Kernenergie Seite 27
28 Unsere Energie in einer Torte mit 16 Stücken Zwei Stücke erneuerbar Seite 28
29 Spektrum erneuerbarer Energien Seite 29
30 Unsere Energie in einer Torte mit 16 Stücken Ein kleines Stück Sonstiges (Grubengas, Müll, u.a.) Seite 30
31 Unsere Energie in einer Torte Seite 31
32 Warum ist es gut, fossile Energieträger nicht zu benutzen? Seite 32
33 Tonnen CO 2 über New York Seite 33
34 Energiewandlungen Seite 34
35 Energie kann in verschiedenen Formen gewandelt werden Sonnenstrahlung Erdgas PV-Modul: Elektronen warmes Gas Strom Kohle warmes Wasser Licht warme Luft Turbinendrehung Strom Schallwellen warme Zimmerluft Seite 35
36 Energie kann in verschiedenen Formen gewandelt werden Benzin warme Luft bewegende Kolben drehende? Räder fahrendes Auto Seite 36
37 Bei jeder Umwandlung entstehen Verluste Glühlampe Energiesparlampe Kohle 100 Kohle 17 Strom aus Kraftwerk 58 Strom aus Kraftwerk 10 Strom ins Haus Licht Strom ins Haus Licht 2 0,3 4,7 Verluste Nutzen Seite 37
38 Energie und wir Seite 38
39 Passive Häuser sind energetisch sehr aktiv... Quelle: 2012 Schulze-Darup Energetische Sanierung - Wo geht die Reise hin Seite 39
40 Es macht Sinn, Energie sorgfältig zu verwenden Computer an Leistung 80 W Bildschirm 35 W 5 h / Tag 182 Schultage 910 Stunden an Stromverbrauch? Computer aus, und doch nicht aus Leistung 8 W Bildschirm 1 W Stunden doch nicht aus Stromverbrauch? 105 kwh 71 kwh Seite 40
41 Es macht Sinn, Energie sorgfältig zu verwenden Computer an Leistung 80 W Bildschirm Nutzen? 35 W 5 h / Tag 182 Schultage 910 Stunden an Groß Stromverbrauch? Computer aus, und doch nicht aus Leistung 8 W Bildschirm 1 W Nutzen? = Stunden doch nicht aus Stromverbrauch? 105 kwh 71 kwh Seite 41
42 1 min kurbeln - unsere Energieeinheit 3 LEDs, zusammen 1 Watt Leistung 1 min kurbeln ca. 30 min Licht Frage: wieviel Energie lässt sich in 1 min erkurbeln? 500 mwh 0,5 Wh 0,0005 kwh Seite 42
43 Anwendungsbeispiel: Photovoltaik-Modul 1000 kwh 1 m² Photovoltaik-Modul pro Jahr ca kwh Sonneneinstrahlung ca. 125 kwh/a erzeugte Strommenge 125 kwh wie lange müssten wir kurbeln? Minuten Stunden 174 Tage Seite 43
44 Würde Sonnenenergie für alle reichen? Seite 44
45 Fassen wir das Wichtigste nochmal zusammen! Energie ist für uns alle sehr wichtig! Wir müssen Energie sorgsam einsetzen. Sonnenenergie gibt es genug. Energie messen wir in Joule. Leistung messen wir in Watt. Kurbeln ist ganz schön anstrengend! Seite 45
46 Unsere Energiewende benötigt Energie-Scouts Seite 46
47 Unsere Reise der Energiewende Wenn du schnell gehen willst, geh allein. Aber wenn du weit gehen willst, geh mit anderen zusammen. aus Kenia Seite 47
48 Mögliche Themen? Licht morgens Klassenraum Zähneputzen elektrische Zahnbürste Warmwasser Smart phone Kühlschrank Tee kochen Hände waschen am Laptop Hausaufgaben machen im Internet surfen Zur Schule fahren mit Auto mit Elektroauto mit Schulbus mit Fahrrad Seite 48
49 Mögliche Themen? Licht morgens 7 W ESL 30 min 7 min Klassenraum 12 x 46 W = 552 W 3 h 25+1 Schüler 132 min Zähneputzen elektrische Zahnbürste Warmwasser 2 W 8760 h/a 2260 Putzzyklen 13 min 0,2 l 15 C auf 35 C 0,00116 kwh/(kg C) 9,3 min Smart phone 3,5 W 30 min 7 min Kühlschrank 250 kwh/a pro Tag min pro Person 343 min Tee kochen am Laptop Hausaufgaben machen 30 W 1 h 60 min 0,3 l 1000 W 1,8 min 59 min Hände waschen 1 l 15 C auf 45 C 0,00116 kwh/(kg C) 70 min im Internet surfen 80 W + 35 W 1 h 220 min Zur Schule fahren mit Auto 8 l/100 km 70 kwh/100 km 5 km min mit Elektroauto mit Schulbus mit Fahrrad 30 l/100 km 294 kwh/100 km 30 Schüler 7 km min 15 kwh/100 km 5 km min 50 W 20 min 15 km/h 33 min Seite 49
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