Woher kommt in Zukunft die Energie, die wir brauchen?

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1 Woher kommt in Zukunft die Energie, die wir brauchen? Walter Straub Folie 1

2 Übersicht Grundbegriffe Physik Formen der Energie Erneuerbare Energien Diskussion Walter Straub Folie 2

3 Grundbegriffe: Energie in Joule (J) * Leistung in Watt (W) ** Joule = Newton mal Meter = Watt mal Sekunde J = N m = W s oder J = 1 kwh * Wenn man eine 100g Tafel Schokolade um einen Meter höher legt, hat die Tafel ein Joule mehr (Lage-) Energie als vorher. ** Wenn das Anheben in einer Sekunde geschieht, hat man dazu 1 Watt Leistung benötigt. Walter Straub Folie 3

4 Physik: Satz von der Erhaltung der Energie Energie kann weder geschaffen noch vernichtet werden; sie kann aber von einer Form in eine andere umgewandelt werden. Der Energiegehalt unseres Universums bleibt konstant. Walter Straub Folie 4

5 Verschieden Energie-Formen: Chemische Strahlungs- Kinetische Potentielle- oder Lage- Elektrische Kern- Thermische Schall Wellen u.a. Walter Straub Folie 5

6 Erneuerbare Energien Walter Straub Folie 6

7 Der Ursprung der Erneuerbaren Energien ist unser Universum Das Sonnensystem: Sonne, Erde und Mond Walter Straub Folie 7

8 Mond - Energie Ebbe und Flut Gezeitenkraftwerke Strömungskraftwerke Walter Straub Folie 8

9 Erde: Geo-Thermie Die Temperatur von 99 % der Erdkugel ist wärmer als 1000 C die Temperatur von nur 0,1 % der Erdkugel ist kälter als 100 C Umfang ca km Radius ca km ΔR1000 = ca. 21 km ΔR100 = ca. 2,0 km Walter Straub Folie 9

10 Geothermie Unterhaching ca. 240 Tonnen ca. 6,4 km/h Walter Straub Folie 10

11 Geothermie-Ertrag Schüttung 125 Liter/Sek Max Temperatur hoch 130 C Min Temperatur runter 60 C Spez. Energie von H2O 1,16 kwh/(m³k) Leistung 36,54 MW Zeit 8760 h/a Energie ,00 kwh/a Preis 0,04 /kwh Ertrag ,36 /a Walter Straub Folie 11

12 Sonnen-Energie direkt indirekt gespeichert StrahlungsEnergie Mechanische Energie Bio-Energie Strahlung SolarArchitektur SolarKollektoren Wärme SolarDampf Kraftwerk Luft- & Wasser Bewegung FotoWind- WasserVoltaik- Kraft- KraftAnlagen Werke Werke Strom Fotosynthese BioMasse BioÖl BioGas (z.b. Holz) Wärme, Strom + Treibstoff bei Tag und im Sommer ganzjährig bei Nacht und im Winter Walter Straub Folie 12

13 Regenerativer-Strom Bio-Treibstoff Elektrolyse von H2O Wärmepumpen Wasserstoffwirtschaft Wärme Brennstoff-Zelle Wärme Strom Wind-Gas Walter Straub Folie 13 Wasserstoff-Motoren für BHKW & Auto

14 Sonnen-Energie direkt indirekt StrahlungsEnergie Mechanische Energie Diese Nutzung ist CO2-frei Strahlung SolarArchitektur SolarKollektoren Wärme SolarDampf Kraftwer k Luft- & Wasser Bewegung FotoWind- WasserVoltaik- Kraft- KraftAnlagen Werke Werke Strom gespeichert Diese Nutzung ist CO2neutral Bio-Energie Fotosynthese BioMasse BioÖl BioGas (z.b. Holz) Wärme, Strom + Treibstoff bei Tag und im Sommer ganzjährig bei Nacht und im Winter Walter Straub Folie 14

15 Solar Architektur Quelle: Internet Südliche Glasfläche Speicherwand Einzelne Fenster nach Norden regulierbare Luftöffnungen zum Innenraum Speicherboden Bewegliche Isolierung Erneuerbare Energie in Bayern, Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie Walter Straub Folie 15

16 Thermische Solar Kollektoren Walter Straub Folie 16

17 Das Desertec Projekt Walter Straub Folie 17

18 PV-Anlage Büchlweg m² 3,96 kwp Ertrag: ca kwh/jahr Das Verteilernetz der E.ON Bayern Netz GmbH Walter Straub Folie 18

19 Spezifische Leistung (W/m²) Leistung im Wind W/m² Windgeschwindigkeit (m/s) y = k x³ WEA 80 m Durchmesser ( η = 30%) Leistung (kw) (kw) Enercon Windgeschwindigkeit (m/s) Windenergieanlage (WEA) 6 Walter Straub Folie m/s = 3,6 kmh

20 Wasserkraft: Mühltal/Isar Maximale Leistung 12 MW Jährliche elektr. Energie Walter Straub Folie Mio. kwh

21 CxHx Walter Straub Folie 21

22 5 kwh/kg 600 kg/m3 Einfamilienhaus HolzPellets 10 m3 /Jahr (2 m x 2 m x 2,5m) Quelle: Internet Walter Straub Folie 22

23 Erzeugung von Bio-Öl Aussaat der Öl-Pflanze Pflanze wachsen lassen Samen ernten Samen zerkleinern auspressen ==> Bio-Öl Ölkuchen ist hochwertiges Tierfutter oder Dünger C.A.R.M.E.N. Walter Straub Folie 23

24 Erd-GasNetz Bio-Gas Quelle: Internet Walter Straub Folie 24

25 Biomüll-Vergärungsanlage in Kirchstockach ErdGasNetz Schaubild der Biomüll-Vergärungsanlage, Kirchstockach Walter Straub Folie 25

26 Erneuerbare Energie in Bayern, Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie Walter Straub Folie 26

27 ENERTRAG Hybridkraftwerk Walter Straub Folie 27

28 Prinzip einer KompressionsWärmepumpe nach Erneuerbarer Energien in Bayern Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie, Verlag Marketing u. Wirtschaft GmbH RB.Nr. 07/96/19 Walter Straub Folie 28

29 Die Energie-Würfel Walter Straub Folie 29

30 Energie effizient nutzen Walter Straub Folie 30

31 Energiebedarf (D) Trend ohne Maßnahmen Rationelle ENergienutzung (Energie sparen) ei gr e n E Nutzung fossiler Brennstoffe = CO 2 Nutzung REGenerativer Energien 2000 Jahr z.b Diagramm nach Studie: "Zukunftsfähige Energiepolitik", 1995 Economica-Verlag Walter Straub Folie 31

32 Ende und Diskussion Walter Straub Folie 32