Ressourcen zur Energiegewinnung - Gymnasium-moelln.de

Ressourcen zur Energiegewinnung
Gliederung:
1. Ursprung unserer Energie: Sonne
2. Erneuerbare Energien:
- Wind
-Wasser(stoff)
-Solarenergie
-Biomasse
3. Nicht erneuerbare Energien:
- Atomenergie
-Fossile Brennstoffe:
-Erdöl
-Erdgas
-Kohle

Ressourcen zur Energiegewinnung
• Sonne ist der größte
Energiespender der Erde: in einer
halben Stunde dergesamte
Energiebedarf der
Menschheit für 1 Jahr
• Nahezu Alle Energie der Erde
kommt von der Sonne:
- Direkte Nutzung
(Solaranlagen)
- Indirekte Energie (Gezeiten,
Wind, Wasser)
- Gespeicherte Energie (Öl,
Gas, Biomasse)
Jegliche von uns genutzte
Energie kommt von der
Sonne.

Solarenergie
• Energie wird von der Sonne auf die
Erde eingestrahlt und trifft auf die
Solarzelle
• Umwandlung der Sonnenstrahlen in
Strom: PRINZIP SOLARZELLE
• Anwendung auch auf Häusern für
Privatpersonen möglich.
Hier wird allerdings kein Strom,
sondern Wärmeenergie erzeugt,
indem Wassertanks erhizzt werden.
BILD

Solarenergie
• Vorteile:
‣Unabhängigkeit von fossilen und
atomaren Energieträgern
‣Strom- und Wärmeerzeugung ohne
schädliche Auswirkungen auf Klima
und Umwelt.
‣Dezentrale Strukturen ersparen
Energieverluste
• Nachteile
‣ Hohe Herstellungskosten
‣ Abhängig von Lage und Wetter

Windenergie
• Umwandlung von Windenergie in Strom
durch Windkraftwerke
•Prinzip: - Wind treibt Rotor an
- Rotor treibt Getriebe an
- Getriebe treibt Generator an
- Generator erzeugt Strom
• Vorteile:
‣ Saubere Energie
‣ Verzicht auf fossile Brennstoffe
• Nachteile
‣ Hohe Herstellungskosten
‣ Abhängig von Lage und Wetter

Wasserenergie
Wasserkraftwerke:
Wasser hat eine kaum zu bändigende
Kraft. Besonders im freien Fall werden
gigantische Energien freigesetzt, die sich
der Mensch zu Nutzen macht.
Prinzip Wasserkraftwerk:
Gegebenheiten:
Schnell strömendes Wasser (bergab)
Funktion:
- Wasser fließt an einer Schraube vorbei
und treibt diese an
- Die Schraube treibt einen Generator an
- Der Generator erzeugt Strom

Wasserenergie
GezeitenKraftwerk
Gezeitenkraftwerke arbeiten nach dem Prinzip
der Windkraftwerke. Doch statt dem Wind
machen sie sich die Gezeiten und
Meeresströmungen zu nutze.
In der Nordsee sollen sie schon bald in großen
Mengen zum Einsatz kommen.
Prinzip Wasserkraftwerk:
Gegebenheiten:
starke Wasserbewegungen(Richtung egal)
Funktion:
- Wasser fließt an einer Schraube vorbei
und treibt diese an
- Die Schraube treibt einen Generator an
-Der Generator erzeugt Strom
Die Rotoren der Gezeitenkraftwerke können sich
sowohl links, als auch rechtsherum drehen. Sie
nutzen also sowohl die Rückwärts- und
Vorwärtsbewegungen des Wassers

Wasserenergie
Brennstoffzelle
In der Brennstoffzelle werden aus Wasserstoff
und Sauerstoff Strom gewonnen
Als Abfallprodukt bleibt Wasser übrig.
• Vorteile:
‣Unabhängigkeit von fossilen und
atomaren Energieträgern
‣Strom- und Wärmeerzeugung ohne
schädliche Auswirkungen auf Klima
und Umwelt.
‣Energieträger in unbegrenzten Mengen
verfügbar
• Nachteile
‣ Hohe Herstellungskosten
‣ Schwere Gewinnung von Wasserstoff

Wasserenergie
Funktionsweise Brennstoffzelle:
•Anode(-) Wasserstoff
•Kathode(+) Sauerstoff
2 H : 1 O
•Aufspaltung von Wasserstoff in
Protonen ( H + )und Elektronen
•Protonen „wandern“ durch Membran
zur Kathode
•Elektronen fließen über Anode durch
Stromkreis zur Kathode
•Elektronen verbinden sich an der
Kathode mit Sauerstoff ( O 2- )
•2H + Protonen verbinden sich mit
einem O 2- Ionen zu H2O
O 2- + 2 H + → H2O

Biomasse
•Gewinnung von Biogas durch
Vergärung von Biomasse
• Genutzte Rohstoffe:
•Getreide
•Kot
• Gewonnene Gase:
•CO2
•CH4
• Verbrennung der Gase wie in
normalen Gaskraftwerken
• Pro:
•CO2 neutral
• Contra:
•Verknappt Getreide ->
Getreide teurer

Kernenergie
•Energierzeugung durch Spaltung von
Atomen
•Verwendete Rohstoffe:
•Uran
•Uran:
•Hochradioaktives Metall
•Aufgrund enormer Atomgrößen
instabil -> spaltbar
•

Kernenergie
•Beschuss von Uranbrennstäben
mit Neutronen
•Freisetzung von:
•Wärmeenergie
•Weiteren Neutronen
•Spaltprodukten
•Freigesetzte Neutronen spalten
nächstes Atom usw. ->
Kettenreaktion
•Reaktionsprodukte hoch
radioaktiv
•Wärmeenergie wird zur
Stromherstellung verwendet
.

Erdöl
• Entstehung: Algen werden unter
Druck und ohne Sauerstoff zu
Faulschlamm, dieser wird bei extrem
hohem Druck und Temperaturen zu
Erdöl
• Gewinnung: Bohrungen bis acht
Kilometer Tiefe, Öl wird durch Rohre
an die Oberfläche gepumpt
• Verwendung: nach Aufbereitung in
Raffinerien vor allem als Treibstoff
oder zur Wärmeerzeugung um
Turbinen anzutreiben

Erdöl
Vorteile
+ aus Erdöl wird Treibstoff für Autos,
Flugzeuge und Schiffe
+ höherer Wirkungsgrad als beispielsweise
Kohle
Nachteile
- Hohe Emissionen
- Sehr begrenzt
- Förderer können Preis willkürlich
festlegen großer Einfluss auf die
Wirtschaft
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- sowohl das Erdöl als auch das
Verarbeiten in der Raffinerie ist teuer

Erdgas
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• Entstehung: Kleintiere werden unter
Druck und ohne Sauerstoff zu
Faulschlamm, dieser wird bei hohem
Druck zu Erdgas
• Gewinnung: Bohrungen bis zehn
Kilometer Tiefe, Gas wird durch
Rohrsysteme zum Kraftwerk geleitet;
bei der Erdölgewinnung fällt auch ein
bisschen Erdgas an, dieses wird
jedoch verbrannt, weil oftmals die
Rohr-systeme für Gas nicht ausgelegt
sind
Nachtaufnahme einer Erdgasanlage bei Ludwigshafen
• Verwendung: als Treibstoff in
gasangetriebenen Autos, Antreiben
von Gasturbinen zur Stromgewinnung

Erdgas
Vorteile
+ dient als Kraftstoff für Autos mit
Erdgasantrieb
+ sauberere Verbrennung
gegenüber Erdöl
Nachteile
-Nicht besonders ertragreich, es müssen
fünf Liter verbrannt werden, um die
gleiche Menge an Energie freizusetzen für
die man nur drei Liter Erdöl braucht
- wenn das Gas ein Nebenprodukt der
412083534 Ölgewinnung ist, wird es nicht genutzt
- Sehr teuer

Kohle
• Entstehung: aus abgestorbenen
Pflanzen entsteht Torf, dieser wird
unter Druck und Temperaturen zu
Braunkohle
• Gewinnung: überirdisch vor allem
durch Kohlebagger
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• Verwendung: die durch Verbrennung
entstehende Wärme erhitzt Wasser,
welches Dampfturbinen antreibt
Kohlebagger beim Abbau

Kohle
Vorteile
+ Günstig
+ in großen Mengen vorhanden
+ Gewinnung ist sehr einfach
Nachteile
-Bei Verbrennung wird eine große Menge
CO 2 freigesetzt
-Schwefeloxid wird freigesetzt und der ist
mitverantwortlich für Sauren Regen
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- Gewinnung ist sehr großflächig
teilweise werden ganze Dörfer
umgesiedelt

Quellen
http://www.gengenbach.net/mtg/bilder/waermezaehler/solaranlage.mit.ruecklaufanhebung.jpg
http://www.klassenarbeiten.net/referate/physik/elektrizitaet/solarenergie.shtml
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonne
http://de.wikipedia.org/wiki/Solarzelle
http://de.wikipedia.org/wiki/Gezeitenkraftwerk
http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserkraftwerk
http://www.buerchen.ch/edb/graphics/wasserkraftwerk1.png
http://www.photovoltaik-frankfurt.de/images/Photovoltaik-haus.jpg
http://www.klett.de/sixcms/media.php/76/seaflow.jpg
http://members.tripod.com/adm/interstitial/remote.jpg
http://de.wikipedia.org/wiki/Erdgas
http://de.wikipedia.org/wiki/Erd%C3%B6l
http://de.wikipedia.org/wiki/Kohle
http://www.thg-dinslaken.de/REFERATE/erdoel.html
http://www.thg-dinslaken.de/REFERATE/erdoel.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Kernspaltung
http://de.wikipedia.org/wiki/Atomkraftwerk
http://de.wikipedia.org/wiki/Uran
http://de.wikipedia.org/wiki/Biogasanlage
http://www.naturenergie-ldk.de/images/seitenbilder/pr_huettenberg/biogasanlage_schema.jpg - Schema Biogasanlage
http://de.academic.ru/pictures/dewiki/83/74250502a99638dde729d68b6ede15de.png - Schema AKW
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5c/Kernspaltung.png - Schema Kernspaltung
http://www.kernenergie.ch/upload/cms/user/weltkarte_DE-big.jpg - Karte Uranreserven