Physik

Neuartige Wege Energie zu gewinnen

1. Drachenkraftwerke

1 = Zugdrache; 2 = Propeller; 3 = Halte-/Stromkabel

Drachenkraftwerke sind erstmals ins Licht gerückt als Google 2013 die Firma Makani Wind Power aufkaufte, welche das Ziel verfolgte Strom aus der Windkraft zu gewinnen ohne teure Windräder bauen zu müssen. Diese Drachenkraftwerke funktionieren wie folgt:

• Ein Zugdrache wird mit einem Propellerantrieb auf eine Höhe von ca. 300 - 400m gebracht
• Dort kreist der Drache, wodurch die Propeller passiv angetrieben werden und durch eingebaute Generatoren Strom erzeugt wird.
• Über die Halte-/Stromkabel des Drachens wird der Erzeugte Strom zum Boden geleitet.

Infos:

• Die Prototypen haben eine Leistung (stand 2016) von max. 500kw.
• Kommerziell sollen sie ab ca. 2030 nutzbar sein.
• Die Erfinder wurden durch Kitesurfer inspiriert.

Vorteile der Drachenkraftwerke/ Vergleich mit Windrädern:

• Herstellungskosten deutlich günstiger als bei Windrädern, wodurch der Produzierte Strom günstiger ist.
• Sie gelangen in höhere Luftschichten und können somit bessere Windverhältnisse ausnutzen.
• Sie sind nicht so unpassend in der Landschaft aufgehoben wie Windräder.
• Können im Jahr bis zu 4000 Stunden auf Volllast arbeiten (Windräder ca. 2000h)
• Sie sind Mobil.

Fazit:

Drachenkraftwerke sind den Windkraftanlagen in vielen Aspekten überlegen und sind eine erstrebenswerte Alternative. Sie stecken momentan noch in der Entwicklungsphasen und werden in Zukunft sicherlich eine größere Leistung als 500kw aufbringen können. Dadurch das sie sehr viel günstiger und effizienter sind und fast das doppelte an Volllaststunden einer Windkraftanlage aufweißt denke ich, das sich diese in den kommenden Jahrzehnten durchsetzten werden.

Quellen: www.heise.de ; www.ardmediathek.de

2. Künstliche Blätter/Photosynthese

Schon seit Jahren versuchen Wissenschaftler das Gleiche zu machen wie Pflanzen mit ihren Blätter. Wasser, Sauerstoff und Lichtenergie in einen Energiereichen Stoff oder direkt in Strom umzuwandeln.

Künstliche Blätter sind im Grunde genommen Platinen welche mit einem Nickel-Kobalt Katalysator versehen wurden. Sie funktionieren wie folgt:

• Sie werden in ein Gefäß mit etwa 4 Liter Wasser gelegt.
• An den Katalysatoren wird das Wasser durch die Energie des Sonnenlichts in Wasserstoff und Sauerstoff geteilt.
• Die beiden Gase steigen noch oben und sammeln sich in einer Brennstoffzelle.
• Dort reagieren sie zu Knallgas und werden verbrannt.

Infos:

• Durch lange Forschungen können sie kostengünstig hergestellt werden, wodurch sie alls Stromquelle für 3.Welt-Länder infrage kommen.
• Sie sollen bis 2018 bereit für die Massenproduktion geeignet sein.
• Da die Chemischen Reaktionen die Metalle im Katalysator "verbrauchen", können sie max. 45h betrieben werden.

Fazit:

Durch ihre geringen Produktionskosten und die schnelle Produktionszeit können wir uns diese Methode Energie zu erzeugen sehr gut für Leute aus den 3.Welt-Ländern vorstellen,welche keine Möglichkeit haben andersweitig an Strom zu kommen. Generell könnte es eine günstigere Alternative zu den sehr teuren Photovoltaikanlagen sein. Momentan können sie jedoch noch nicht viel Energie liefern.

Quellen: de.wikipedia.org

3.Wellenkraftwerke

Der erste Prototyp eines Wellenkraftwerkes schwimmt seit 2001 vor der Schottischen Küste und speist dort schon Strom in das öffentliche Netz ein.

1 = Windturbine; 2 = Generator

Wellenkraftwerke bestehen aus einer großen Kammer mit einem schmalen Zugang zum Meer, einer Öffnung nach oben hin in welcher eine Turbine hängt und einen Generator antreibt. Dies funktioniert wie folgt:

• Der Wasserspiegel in der Kammer ändert sich durch eintreffende Wellen.
• Dadurch wird die Luft nach oben durch die Turbine gepresst, welche den Generator antreibt.
• Das Wasser fließt wierder aus der Kammer heraus und es wird Luft in die Kammer gesogt.
• Dieser Vorgang wiederholt sich immer wieder.

Infos:

• Beim Auftreffen der Wellen auf die Küste werden ca 19 - 30kW pro Meter freigesetzt.
• Forscher versuchen dieses Prinzip auch mobil umzusetzen, um die höhere Energie der Wellen auf der hohen See zu nutzen.

Fazit: Diese neuartige Methode Strom aus der Energie der Wellen zu gewinnen wird in Zukunft warscheinlich häufig zu sehen sein, da es zwar mit hohen Herstellungskosten verbunden ist, aber im großen Stil angelegt viel Energie liefern kann. Jedoch werden dadurch Küstenabschnitte mehr oder weniger "zerstört".

Quellen: de.wikipedia.org; www.bhkw-infozentrum.de

4.Parabolrinnen-Kollektoren

Diese Parabolrinnenkraftwerke sind zwar schon 1912 das erste mal aufgetaucht, ist aber dennoch ein Weg Sonnenenergie zu nutzen welcher noch fast nicht zu sehen ist.

Sie funktionieren wie folgt:

• Eine meist mehrere hundert meterlange Parabolspiegelrinne wird in einem sonnigen Gebiet aufgestellt.
• Dadurch, dass die Spiegel Parabolspiegel sind, ist der Brennpunkt (solange das Sonnenlicht Parallel eintritt) immer gleich.
• Dort, wo dieser Brennpunkt liegt, wird eine Röhre verlegt, durch die Öl oder eine andere Flüssigkeit fließt.
• Die Flüssigkeit in dieser Röhre wird durch das gebündelte Sonnenlicht zum verdampfen gebracht.
• Die Flüssigkeit (Dampf) wird in ein Kraftwerk geleitet und treibt dort eine Dampfturbine an.
• Diese treibt einen Generator an.

Infos:

• Wirkungsgrad von ca. 14% - 20%
• Es existieren bereits ein 500kwh Kraftwerk in Spanien.

Quellen: www.paradigma.de