Solarenergie & Biomasse

SOLARENERGIE

Als Sonnenenergie oder Solarenergie bezeichnet man die Energie der Sonnenstrahlung, die in Form von elektrischem Strom, Wärme oder chemischer Energie technisch genutzt werden kann. Sonnenstrahlung ist dabei die elektromagnetische Strahlung, die auf der Sonnenoberfläche wegen ihrer Temperatur von ca. 5500 °C als Schwarzkörperstrahlung entsteht, was letztlich auf Kernfusionsprozessen im Sonneninneren (dem Wasserstoffbrennen) zurückgeht.

Die Sonnenenergie lässt sich sowohl direkt (z. B. mit Photovoltaikanlagen oder Sonnenkollektoren) als auch indirekt (z. B. mittels Wasserkraftwerken, Windkraftanlagen und in Form von Biomasse) nutzen. Die Nutzung der Solarenergie ist ein Beispiel für eine moderne Backstop-Technologie.

 

Nutzung der Sonnenenergie:

Der Menge nach größter Nutzungsbereich der Sonnenenergie ist die Erwärmung der Erde, so dass im oberflächennahen Bereich biologische Existenz in den bekannten Formen möglich ist, gefolgt von der Photosynthese der Algen und Höheren Pflanzen. Die meisten Organismen, die Menschen eingeschlossen, sind entweder direkt (als Pflanzenfresser) oder indirekt (als Fleischfresser) von der Sonnenenergie abhängig. Brennstoff und Baumaterial stammen ebenfalls daraus. Die Sonnenenergie ist weiterhin dafür verantwortlich, dass es in der Atmosphäre zu Luftdruckunterschieden kommt, die zu Wind führen. Auch der Wasserkreislauf der Erde wird von der Sonnenenergie angetrieben.

Direkte Nutzungsformen umfassen:

  • Sonnenkollektoren gewinnen Wärme (Solarthermie bzw. Photothermik)
  • Solarzellen erzeugen elektrischen Gleichstrom (Photovoltaik)
  • Sonnenwärmekraftwerke erzeugen mit Hilfe von Wärme und Wasserdampf elektrischen Strom
  • Aufwindkraftwerke erzeugen in einem Treibhaus heiße Luft, die durch einen Kamin aufsteigt und Strom erzeugt
  • Solarballons können durch die heiße Luft in ihrem Innern fliegen
  • Solarkocher oder Solaröfen erhitzen Speisen oder sterilisieren medizinisches Material

Indirekt wird Sonnenenergie genutzt:

  • Pflanzen und pflanzliche Abfälle werden so verarbeitet, dass nutzbare Flüssigkeiten (z. B. Ethanol, Rapsöl) oder Gase (z. B. Biogas, gereinigt wird daraus Methan) entstehen
  • Wind- und Wasserkraftwerke erzeugen elektrischen Strom
  • Als Passive Sonnenenergie um Häuser aufzuwärmen und somit den Energiebedarf zu senken

Bewertung der Sonnenenergienutzung:

Vorteile:

  • Sie ist im Gegensatz zu fossilen Energieträgern oder spaltbaren Isotopen nach menschlichem Ermessen unbegrenzt verfügbar.
  • Es kommt zu keiner Freisetzung von Feinstaub, wie z. B. Rußpartikeln.
  • Außerdem erspart Solarstrom Brennstoffimporte – aktuell etwa 400 Millionen Euro jährlich.

Nachteile:

  • Die Aufstellung von Solarmodulen in großem Stil verbraucht erhebliche Flächen, die sonst u.a. auch landwirtschaftlich zur Erzeugung von Lebensmitteln genutzt werden können oder bereits genutzt wurden.
  • Die Energieerzeugung durch Photovoltaikzellen ist nach einer kompletten ökologischen Bilanz betrachtet nicht emissionsfrei, da zur Herstellung der kompletten Photovoltaikanlage Energie, Frischwasser und Chemikalien benötigt werden.

BIOMASSE

Der Ausdruck Biomasse wird die Stoffmasse oder Lebewesen nach deren Absterben die ihrer Körper beziehungsweise Körperteile bezeichnet. Dieser Stoffgemisch gilt für die Masse: Kilogramm. In der Ökologie wird die Biomasse häufig nur für Ökosysteme bestimmt oder für einzelne Populationen erfasst.

Begriff:

  • Ökologische Biomasse-Begriffe sind nicht einheitlich. Ein Grund ist wenn Biomasse sich verändert, während Lebewesen untereinander mit ihrer unbelebten Umwelt wechselwirken.
  • Energetische Biomasse-Begriffe umfassen ausschließlich biotische Stoffe, die als Energiequellen genutzt werden.

Typen von Biomasse:

  • Kriterien (Wassergehalt: Frischbiomasse, Trockenbiomasse, Herkunft: Phytomasse, Zoomasse, mikrobielle Mikromasse, Lebendigkeit: Lebende Biomasse & Tote Biomasse)

 

  • Lebende Biomasse. An der Basis der Bildung von Biomasse stehen die Primärproduzenten. Das sind Organismen die Baustoffe der Umwelt entnehmen und in Nährstoffe umwandeln.
  • Tote Biomasse. Einen großen Anteil der Biomasse macht tote organismische Substanz aus. Tote Biomasse wird Bestandsabfall genannt.

 Zusammensetzung von Biomasse:

Biomasse besteht aus lebenden oder toten Lebewesen, die aus einer Vielzahl verschiedenen Verbindungen bestehen.

Da Biomasse ein nachwachsender Rohstoff ist, wird bei ihrer Herstellung (z.B. ein Baum wächst und baut Biomasse in sich ein) genau so viel CO2 „verbraucht“-Pflanzen betreiben Fotosynthese und setzen dabei unter anderem das CO2 der Luft in Traubenzucker und andere Biomoleküle um- wie bei der Verbrennung wieder frei wird.

Brennmaterial aus Biomasse, z.B. Hackschnitzel aus Holz, sind daher CO2 neutral.

        Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Biomasse

Text (Biomasse): Michelle Havasov & Lisa Markovski, 1HMB, HLMW9, 2014

Text (Solarenergie): Nil Samli & Kübra Yalcin, 1HMB, HLMW9, 2014

 

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