Was sind die wichtigsten sauberen Energien?

Die saubere Energien sind solche, die auf dem Planeten Erde im Vergleich zu fossilen Brennstoffen wie Kohle oder Öl nicht so viel Schaden anrichten.

Diese Kraftstoffe, auch als schmutzige Energien bekannt, setzen Treibhausgase frei, Kohlendioxid (CO)₂) haben meist einen negativen Einfluss auf die klimatischen Bedingungen des Planeten.

Im Gegensatz zu Kraftstoffen emittieren saubere Energien keine Treibhausgase oder geben sie in kleineren Mengen ab. Deshalb stellen sie keine Gefahr für die Umwelt dar. Darüber hinaus sind sie erneuerbar, was bedeutet, dass sie fast sofort wieder auftauchen, sobald sie verwendet werden.

Daher sind umweltschonende Energien notwendig, um den Planeten vor den extremen Wetterbedingungen zu schützen, die er bereits aufweist. In gleicher Weise wird die Nutzung dieser Quellen die Verfügbarkeit von Energie in der Zukunft sicherstellen, da fossile Brennstoffe nicht erneuerbar sind.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Gewinnung umweltfreundlicher Energien ein relativ neuer Prozess ist, der sich noch in der Entwicklung befindet, weshalb noch einige Jahre verbleiben, bis sie einen echten Wettbewerb um fossile Brennstoffe darstellen.

Gegenwärtig haben jedoch umweltfreundliche Energiequellen aufgrund zweier Aspekte an Bedeutung gewonnen: die hohen Kosten der Nutzung fossiler Brennstoffe und die Gefahr, dass deren Verbrennung für die Umwelt bedeutet. Die bekanntesten sauberen Energien sind Sonnen-, Wind- und Wasserkraft.

Liste mit den wichtigsten sauberen Energien

1- Sonnenenergie

Diese Art von Energie wird durch spezielle Technologien gewonnen, die die von der Sonne kommenden Photonen einfangen (Teilchen der Lichtenergie).

Die Sonne stellt eine zuverlässige Quelle dar, da sie Millionen Jahre lang Energie liefern kann. Die gegenwärtige Technologie, um diese Art von Energie zu erfassen, schließt photo-voltaische Paneele und Sonnenkollektoren ein.

Diese Platten wandeln Energie direkt in Elektrizität um, so dass keine Generatoren benötigt werden, die die Umwelt verschmutzen könnten.

Technologie zur Gewinnung von Solarenergie

a) Photovoltaik-Paneele

Photovoltaik-Paneele wandeln die von der Sonne kommende Energie in Elektrizität um. Der Einsatz von Photovoltaikmodulen am Markt ist in den letzten Jahren um 25% gestiegen.

Derzeit sind die Kosten für diese Technologie in kleinen Geräten wie Uhren und Taschenrechnern profitabel. Es ist zu beachten, dass diese Technologie in einigen Ländern bereits in großem Umfang umgesetzt wird. Zum Beispiel wurden in Mexiko in den ländlichen Gebieten des Landes etwa 20.000 Photovoltaikanlagen installiert.

b) Thermodynamische Technologie

Solarthermie entsteht durch die von der Sonne erzeugte Wärme. Die in der thermischen Energie verfügbaren Technologien sind dafür verantwortlich, die Sonnenstrahlung zu sammeln und in Wärmeenergie umzuwandeln. Anschließend wird diese Energie durch eine Reihe von thermodynamischen Transformationen in Elektrizität umgewandelt.

c) Technologie zur Nutzung der Sonnenenergie in Gebäuden

Heizungs- und Tagbeleuchtungssysteme sind die am häufigsten in Gebäuden verwendeten Solartechnologien. Die Heizsysteme absorbieren Sonnenenergie und übertragen sie auf ein flüssiges Material, entweder Wasser oder Luft.

In Japan wurden mehr als zwei Millionen Solarwarmwasserbereiter installiert. Israel, die Vereinigten Staaten, Kenia und China sind andere Länder, die ähnliche Systeme verwendet haben.

Bei den Beleuchtungssystemen handelt es sich um die Nutzung von natürlichem Licht zur Beleuchtung eines Raumes. Dies wird durch die Einbeziehung von reflektierenden Platten in Gebäuden (an Decken und Fenstern) erreicht.

Nachteile der Solarenergie

• Die Kosten für Solarmodule sind immer noch sehr hoch im Vergleich zu anderen verfügbaren Energieformen.
• Die verfügbare Technologie kann Sonnenenergie nachts oder bei starkem Himmel nicht aufnehmen.

In Bezug auf den letzten Nachteil arbeiten einige Wissenschaftler daran, Sonnenenergie direkt aus dem Weltraum zu beziehen. Diese Quelle wurde "Weltraum-Solarenergie" genannt.

Die Grundidee besteht darin, Photovoltaik-Module in dem Raum zu platzieren, der Energie sammeln und zurück zur Erde senden wird. Auf diese Weise wäre die Energiequelle nicht nur kontinuierlich, sondern auch sauber und unbegrenzt.

Der Luftfahrtingenieur des US Naval Research Laboratory, Paul Jaffe, bestätigt, dass "wenn ein Solarpanel in dem Raum platziert wird, wird es 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche während 99% des Jahres Licht erhalten" .

Die Sonne scheint viel mehr im Raum, so dass diese Module bis zu 40 Mal mehr Energie erhalten können, als das gleiche Panel auf der Erde erzeugen würde.

Die Module in den Weltraum zu schicken wäre jedoch übermäßig teuer, was ihre Entwicklung behindert.

2 - Windenergie

Im Laufe der Jahre wurde der Wind zum Antrieb von Segelbooten und Booten, Mühlen oder zum Erzeugen von Druck beim Pumpen von Wasser verwendet.Aber erst im 20. Jahrhundert begannen die Menschen, dieses Element als verlässliche Energiequelle zu betrachten.

Im Vergleich zur Sonnenenergie ist Windenergie eine der zuverlässigsten, da der Wind konstant ist und im Gegensatz zur Sonne nachts genutzt werden kann. 

Anfangs waren die Kosten für diese Technologie zu hoch, aber dank der Fortschritte der letzten Jahre ist diese Energieform zunehmend gewinnbringend geworden; Dies zeigt sich daran, dass im Jahr 2014 mehr als 90 Länder Windenergieanlagen besaßen, die 3% des weltweit verbrauchten Stroms lieferten.

Technologie zur Gewinnung von Windenergie

Die Technologien im Bereich der Windenergie, Turbinen, sind verantwortlich für die Umwandlung der Massen von Luft, die in Energie bewegt werden. Dies kann von Mühlen genutzt oder durch einen Generator in Elektrizität umgewandelt werden. Diese Turbinen können von zwei Arten sein: Turbinen mit horizontaler Achse und Turbinen mit vertikaler Achse.

Nachteile der Windenergie

Obwohl Windenergie eine der günstigsten umweltfreundlichen Quellen ist, hat sie einige ökologische Nachteile:

• Die Windenergietürme stören die Ästhetik von Naturlandschaften.
• Die Auswirkungen, die diese Mühlen und Turbinen auf den Lebensraum haben könnten, sind ungewiss.

3- Wasserkraft

Diese Quelle sauberer Energie erhält Elektrizität durch die Bewegung von Wasser. Wasserströme aus Regen oder Flüssen sind sehr nützlich.

Technologie zur Gewinnung von Wasserkraft

Die Einrichtungen zum Erhalten dieser Art von Energie nutzen die kinetische Energie, die durch die Strömung von Wasser erzeugt wird, um Elektrizität zu erzeugen. Im Allgemeinen wird Wasserkraft aus Flüssen, Bächen, Kanälen oder Dämmen gewonnen.

Die Technologie auf dem Gebiet der Wasserkraft ist eine der fortschrittlichsten in Bezug auf die Energiegewinnung. In der Tat stammen etwa 15% der weltweit erzeugten Elektrizität aus dieser Art von Energie.

Wasserkraft ist viel zuverlässiger als Solarenergie und Windenergie, denn sobald die Dämme mit Wasser gefüllt sind, kann Strom mit konstanter Rate produziert werden. Darüber hinaus sind diese Dämme nicht nur effizient, sondern auch langlebig und wartungsarm.

a) Gezeitenenergie

Gezeitenenergie ist eine Unterteilung der Wasserkraft, die auf der Gewinnung von Energie durch die Wellen beruht.

Wie die Windenergie wird diese Art von Energie seit den Zeiten des antiken Roms und des Mittelalters verwendet, wobei die von den Wellen angetriebenen Mühlen sehr beliebt sind.

Diese Energie wurde jedoch erst im 19. Jahrhundert zur Stromerzeugung genutzt.

Das weltweit erste Gezeitenkraftwerk ist die Rance Mareomotor Energy Station, die seit 1966 in Betrieb ist und die größte in Europa und die zweitgrößte der Welt ist.

Nachteile der Wasserkraft

• Der Bau von Staudämmen verursacht Veränderungen im natürlichen Lauf der Flüsse, beeinflusst das Niveau der Strömungen und beeinflusst die Temperatur des Wassers, was sich negativ auf das Ökosystem auswirken kann.
• Wenn die Staudämme zu groß sind, können sie Erdbeben, Erosion, Erdrutsche und andere geologische Schäden verursachen.
• Sie könnten auch Überschwemmungen erzeugen.
• Aus ökonomischer Sicht sind die anfänglichen Kosten für den Bau dieser Dämme hoch. Dies wird jedoch in Zukunft belohnt werden, wenn diese beginnen zu arbeiten.
• Wenn Dürreperioden eintreffen und die Dämme nicht voll sind, kann keine Elektrizität produziert werden.

4- Geothermische Energie

Geothermie ist die Energie, die aus der in der Erde gespeicherten Wärme gewonnen wird. Diese Art von Energie kann nur in Gebieten mit hohen geothermischen Aktivitäten zu geringen Kosten gesammelt werden.

In Ländern wie Indonesien und Island beispielsweise ist Geothermie zugänglich und könnte dazu beitragen, den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu reduzieren. El Salvador, Kenia, Costa Rica und Island sind Länder, in denen mehr als 15% der gesamten Stromerzeugung aus Geothermie stammen.

Nachteile der Geothermie

• Der größte Nachteil ist ökonomisch: Die Kosten für Ausbeutung und Aushub sind hoch, um diese Art von Energie zu erhalten.
• Da diese Art von Energie nicht so beliebt ist wie die vorherigen, fehlt es an qualifiziertem Personal, um die notwendige Technologie zu installieren.
• Wenn Sie nicht vorsichtig vorgehen, könnte das Erlangen dieser Art von Energie Erdbeben erzeugen.

5- Hydrothermale Energie

Hydrothermale Energie stammt aus hydroelektrischer und thermischer Energie und bezieht sich auf heißes Wasser oder Wasserdampf, der in den Brüchen der Erdschichten eingeschlossen ist.

Dieser Typ stellt die einzige Wärmeenergie dar, die gegenwärtig kommerziell genutzt wird. Auf den Philippinen, in Mexiko, Italien, Japan und Neuseeland wurden Anlagen gebaut, um diese Energiequelle zu nutzen. In Kalifornien, USA, stammen 6% der erzeugten Elektrizität aus dieser Art von Energie.

Biomasse

Biomasse bezieht sich auf die Umwandlung von organischem Material in Formen von nutzbarer Energie. Diese Art von Energie kann unter anderem aus der Landwirtschaft, aus der Lebensmittelindustrie stammen.

Seit der Antike wurden Formen von Biomasse verwendet, wie Brennholz; In den letzten Jahren haben wir jedoch an Methoden gearbeitet, die kein Kohlendioxid erzeugen.

Ein Beispiel dafür sind Biokraftstoffe, die in Öl- und Tankstellen eingesetzt werden können. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die durch geologische Prozesse entstehen, werden Biokraftstoffe durch biologische Prozesse wie anaerobe Vergärung erzeugt.

Bioethanol ist einer der häufigsten Biokraftstoffe; Dies wird durch Fermentation von Kohlenhydraten aus Mais oder Zuckerrohr erzeugt.

Die Verbrennung von Biomasse ist viel sauberer als die von fossilen Brennstoffen, da die Konzentration von Schwefel in der Biomasse geringer ist. Darüber hinaus würde die Gewinnung von Energie durch Biomasse die Vorteile von Materialien nutzen, die andernfalls verschwendet würden.

Zusammenfassend haben saubere und erneuerbare Energien das Potenzial, erhebliche Energiemengen bereitzustellen. Aufgrund der hohen Kosten für die Technologie zur Gewinnung von Strom aus diesen Quellen ist es jedoch offensichtlich, dass diese Energiearten fossile Brennstoffe noch nicht vollständig ersetzen werden.

Referenzen

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