Erneuerbare Energien

Unter erneuerbaren Energien, auch regenerative Energien genannt, werden diejenigen Energiequellen zusammengefasst, die sich eigenständig erneuern können oder deren Ausnutzung die Quelle der Energie nicht erschöpft. Beispiele für Quellen erneuerbarer Energien sind Windenergie, Wasserkraft, Sonnenenergie, Erdwärme sowie nachwachsende Rohstoffe, beispielsweise Holz oder auch Raps. In Deutschland werden erneuerbare Energien besonders mittels des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) gefördert. Im Folgenden sollen einige der wichtigsten erneuerbaren Energien beschrieben werden.

Biomasse

Unter dem Begriff Biomasse werden die erneuerbaren Energien aus nachwachsenden Rohstoffen wie zum Beispiel Holz verstanden. Die gespeicherte Energie wird durch Verbrennung in Form von Wärme freigesetzt, um damit Motoren oder Turbinen zur Stromerzeugung anzutreiben. Da die Wärmeenergie nicht vollständig in dieser Form umgewandelt werden kann, lässt sie sich zusätzlich, beispielsweise direkt zum Aufheizen von Räumen benutzen.

Erdwärme

Umso tiefer man in die Erdkruste bohrt, desto höher wird die Temperatur. Der Anstieg beträgt in etwa 25 °C pro 1000 Meter. Diese Restwärme stammt aus der Erdentstehungszeit und entweicht nur sehr langsam, daher zählt sie ebenfalls zu den erneuerbaren Energien und kann sowohl direkt also Wärmequelle oder aber zur Umwandlung in Strom genutzt werden.

Wasserkraft

Wasserkraft wird mittels Turbinen in Strom umgewandelt, die durch den Durchfluss von Wasser angetrieben werden. Da der natürliche Wasserfluss in Flüssen in der Regel nicht für den Betrieb von Wasserkraftwerken ausreicht, werden diese dazu angestaut und das Wasser gezielt an Staudämmen durch die Turbinen geführt. Diese Form der erneuerbaren Energien greift besonders stark in bestehende Ökosysteme ein, da Stauseen einen hohen Platzbedarf haben und die Flusssysteme nachhaltig verändert werden.

Windenergie

Diese Form der erneuerbaren Energien nutzt die kinetische Energie, die durch die Bewegung der Luftmassen entsteht aus, um damit Turbinen großer Windräder anzutreiben. Diese Form der Energiegewinnung ist schon lange bekannt und wurde von den Menschen schon vor der Erfindung der Elektrizität genutzt, beispielsweise in Windmühlen.

Sonnenenergie

Die Solareinstrahlung wird in der Solarzelle direkt in elektrischen Strom umgewandelt. Dabei gelangen die Forschungs- und Entwicklungsingenieure sowohl an optische und vielmehr noch an physikalische Grenzen, die aus den internen Funktionen der Solarzellen resultieren.
Strom ist die Bewegung geladener Teilchen – um ihn innerhalb einer Solarzelle erzeugen zu können, müssen sie aus dem Licht geschaffen werden. Dazu benötigen die Lichtteilchen eine ganz bestimmte Energie. Diese Energie wird mit den Begriffen Bandabstand oder Bandlücke benannt.