Alternative Energiequellen

• Wasserenergie• Biogas• Windenergie• Solarenergie• Erdwärme

Wasserenergie

• Funktion eines Wasserkraftwerkes

• Vor- und Nachteile von Wasserenergie

• Bohlschule versorgt mit Wasserenergie

Von Andreas RabsteinVon Andreas Rabstein

Funktion eines Wasserkraftwerkes

Funktionsweise von Wasserkraft

Das Wasserkraftwerk Staut das Wasser. Wenn das Wasser angestaut ist öffnet sich der Staudamm und das Wasser fließt weiter. Während dessen dreht sich im inneren des Staudamms eine Turbine die die kinetische Energie in elektrischen Strom umwandelt.

Vor- und Nachteile von Wasserenergie

Vorteile und Nachteile der Wasserkraft Vorteile: das Wasserkraftwerk ist sehr Umweltfreundlich da es keine Emissionen ausstoßtWasserkraft ist eine erneuerbare Energieform durch die Stauung von Wasser hilft sie gegen den Hochwasserschutzdas Wasserkraftwerk reinigt den Fluss da Müll und sonstige dinge beim ablassen von Wasser nicht hindurch kommen

Nachteile:durch den Bau von Wasserkraftwerken mussten viel Bewohner ihre Städte verlassen da sie abgerissen wurden um den Bau von Wasserkraftwerken nicht zu behinderndie Ökologische Veränderung macht besonders der Tier und Pflanzenwelt zu schaffender Bau von Wasserkraftwerken zerstört viele Kultur Güter wie Burgruinen wenn die Wassermassen zu stark sind kann es passieren das der Damm bricht

Bohlschule versorgt mit Wasserenergie

Berechnungen Bohlschule und Wasserkraft

Verbrauch SchuleStrom71102 kW/hKosten12 218,87€

Verbrauch WasserkraftWasserkraftwerk4,7 GW auf 7 000 Stunden= 0,01021739 GW=1021,74 kW/hUm die Bohlschule für ein Jahr mit Strom zu versorgen braucht man 69 Minuten von einem Wasserkraftwerk

Biogas

• Funktion einer Biogasanlage

• Vor- und Nachteile von Biogas

• Bohlschule versorgt mit Biogas

Von Markus BalleVon Markus Balle

Funktion einer Biogasanlage

Funktionsweise einer Biogasanlage

Im Vorlagebehälter werden Gülle und Nachwachsende Rohstoffe gemischt. Die dabei entstandene Biomasse wird in den Reaktor geleitet wo sie von Bakterien zersetzt wird. Das Selbe passiert im Nachgärbehälter mit der übrigen Biomasse vom Reaktor. Bei der Zersetzung der Gülle wird Biogas frei, welches durch das Gaslager in die Gaswäsche kommt. Ein kompliziertes Verfahren ist nötig um das Methan von dem Biogas zu lösen. Im Block- Heiz- Kraftwerk wird das Methan in einem Motor, der einen Generator antreibt, verbrannt.

Vor- und Nachteile von Biogas

Nachteile

Für die Ausbringung des Endproduktes müssen genügend Flächen zur Verfügung stehenIm Winter darf keine Gülle ausgebracht werden, deswegen muss ein großes Lager vorhanden seinEs besteht die Gefahr einer ExplosionDer gezielte Anbau von Energiereichen Pflanzen kann ökologische Probleme hervorrufen

VorteileNutzung von erneuerbaren, nachwachsende und örtliche Rohstoffen Nutzung von bisher unverwendeten ZwischenpflanzenCO² neutrale EnergieerzeugungVerbesserte Düngequalität im Gegensatz zu Rohgülle

Bohlschule versorgt mit Biogas

Berechnungen

Aus jedem m³ Biogas kann man2 kW/h Strom und 6 kW/h Wärme erzeugen.

Wärme:Um die Bohlschule nur mit Wärme zu versorgen benötigt man jährlich 28379,25 m³ Biogas. Dabei fallen 56758,5 kW/h Strom ab. Da die Bohlschule im Jahr aber 71102,00 kW/h verbraucht, bleiben noch 14343,50 kW/h Strom zu kaufen. Man würde also ungefähr 2553,14€ an Strom Sparen und 21368,99€ Erdgas.

Strom:Um die Bohlschule ganz mit Strom zu versorgen benötigt man 142204 m³ Gas aus dieser Menge an Biogas gewinnt man 72000 kW/h Strom, genug um die Bohlschule zu versorge. Bei 142204 m³ Biogas entstehen 853224 kW/h Wärme. Das heißt man könnte 550507,6 kW/h Wärme verkaufen. Dabei würde die Bohlschule ca. 44701,22€ verdienen.

Windenergie

• Funktion einer Windkraftanlage

• Vor- und Nachteile von Windenergie

• Bohlschule versorgt mit Windenergie

Von Andreas RabsteinVon Andreas Rabstein

Funktion einer Windkraftanlage

Funktionsweise von Windenergie

Die Rotornabe dreht sich in die Richtung in der der Wind herkommt Der eingebaute Generator produziert dabei StromBei starkem Wind dreht sich Rotornabe in die entgegen gesetzte Richtung

Vor- und Nachteile von Windenergie

Vorteile und Nachteile von Windenergie

Vorteile:Die Rotorblätter werden von der Schwerkraft gleichmäßig belastetDie Lebensdauer einer Anlage beträgt 20-25 JahrenDer Rohstoff Wind geht nie ausWind zählt zu den erneuerbaren Energien

Nachteile:Die Rotorachse kann nicht den ganze Energie in Strom umwandelnBei Orkanböen kann die Windkraftanlage stark belastet werdenDer Bau schadet der Umwelt Nach 8-12 Jahren hat sich der Bau einer Windkraftanlage gelohnt

Bohlschule versorgt mit Windenergie

Berechnungen von Windkraft

Verbrauch Schule Gesamtverbrauch =71102,00 kW/hKosten Schule =10218,87 €

Verbrauch Windkraft4 000 Mio. kW/h auf 7000 Stunden= 571428,57 kW/h pro Stunde0,12 Stunden=6 MinutenIn 6 Minuten könnte man den ganzen verbrauch der Schule mit einer Windkraftanlage decken

Solarenergie

• Funktion einer Solarzelle

• Vor und Nachteile von Solarenergie

• Bohlschule versorgt mit Solarenergie

Von Carsten BurdackVon Carsten Burdack

Funktion einer Solarzelle

Funktion und Aufbau einer Solarzelle

Für die Herstellung von Solarzellen werden Produktionsprozesse aus der Elektronikbauteilefabrikation ausgenutzt. Im Prinzip ist eine einzelne Solarzelle wie eine großflächige Diode aufgebaut. Wird diese Diode vom Licht beschienen, werden in der Grenzschicht (p- und n-Schicht) Elektronen verschoben. Dadurch entsteht zwischen den beiden Schichten eine Gleichspannung. Wird der äußere Kreis geschlossen ( ein elektrischer Verbraucher angeschlossen) so fließt ein Gleichstrom.

Vor und Nachteile von Solarenergie

Vor- und Nachteile der Solarenergienutzung

Vorteile:Solarenergie ist im Gegensatz zu fossilen Energieträgern unbegrenzt verfügbar. Es kommt zu keiner Freisetzung von Feinstaub, wie z. B. Rußpartikeln, oder Treibhausgasen, wie etwa Co2. Wegfall von eventuellen Preiskartellen großer Energieerzeuger, was zu freier Preisbildung und damit niedrigeren Energiepreisen führen würde.Wegfall der Notwendigkeit großer Reservekapazitäten. Reduzierung energiepolitischer Abhängigkeiten von möglichen Krisenherden und internationalen Konflikten, wie etwa in der Nahostregion.

Vor und Nachteile von Solarenergie

Nachteile:Aufgrund der wetter-, Tages- und jahreszeitabhängigen Sonneneinstrahlung ist ohne zusätzliche Speichertechnologie keine konstante Energieversorgung möglich. Die Energieerzeugung durch Photovoltaikzellen ist nach einer kompletten ökologischen Bilanz betrachtet nicht emissionsfrei, da die Herstellung der Anlagen bedeutende Mengen an Energie, Frischwasser und Chemikalien verbraucht. Als derzeit größter Nachteil insbesondere der Photovoltaik werden die immensen Kosten betrachtet. Strom aus Photovoltaik kostet 40 bis 50 Cent pro Kw/h. In Deutschland trägt diese Kosten die Allgemeinheit der Stromverbraucher, denn das deutsche Erneuerbare-Energien-Gesetz legt fest, dass die Mehrkosten für Solarstrom auf alle Verbraucher verteilt werden.

Bohlschule versorgt mit Solarenergie

Energieversorgung der Bohlschule mit Solarenergie

Strom:

Um den gesamten Stromverbrauch der Bohlschule mit Solarenergie zu decken, wären Kosten für eine Solaranlage in Höhe von 431 504,64 € notwendig.

Da die Bohlschule jährlich Stromkosten von ca. 12 218,87 € hat, würde sich diese Investition erst nach 35,3 Jahren bewähren.

Heizung:

Um die gesamten Heizkosten der Bohlschule mit Solarenergie zu decken, wären Kosten für eine Solaranlage in Höhe von 351 000,00€ notwendig.

Da die Bohlschule jährlich Heizkosten von ca. 21 368,99€ hat, würde sich diese Investition nach 16,4 Jahren bewähren.

Erdwärme

• Funktion einer Erdwärmesonde

• Vor- und Nachteile von Erdwärme

• Bohlschule versorgt mit Erdwärme

Von Yannick ButcherVon Yannick Butcher

Funktion einer Erdwärmesonde

Funktion einer Erdwärmesonde

Erdwärmesonden sind in Tiefenbohrungen eingebrachte Rohrbündel (Erdsonden). Die Tiefe einer Bohrung variiert nach dem geologischen Aufbau des Untergrundes und wird für den normalen Wohnungsbau > 50 m durchgeführt (bis zu 400 m, je nach lokalen Gegebenheiten und Leistungsanforderung). Ab einer Tiefe von ungefähr 10 Metern bleibt die Temperatur über das Jahr praktisch unverändert. Durch eine spezielle Trägerflüssigkeit (Sole, häufig Wasser, gelegentlich mit etwas Glykol als Frostschutz ) wird die Erdwärme <http://de.wikipedia.org/wiki/Erdw%C3%A4rme> zur Wärmepumpe transportiert und dann auf das entsprechend erforderliche Niveau gehoben. Diese Variante der Nutzung von Erdwärme hat einen hohen Wirkungsgrad..

Funktion einer Erdwärmesonde

• Die Wärmepumpe ist eine Maschine,(mit ähnlicher Funktion eines Kühlschrank nur mit entgegengesetzter Wirkung arbeitet ) die unter Zufuhr von elektrischem Strom Wärme von einem niedrigeren zu einem höheren Temperaturniveau pumpt. Bei der Wärmepumpe wird die auf dem hohen Temperaturniveau anfallende Verflüssigungswärme z. B. zum Heizen genutzt (Wärmepumpenheizung). Die Wärmepumpe arbeitet zu 75% mit Erdwärme und zu 25% mit elektrischem Strom um die Temperatur der Flüssigkeit anzuheben.Dagegen wird bei der Kältemaschine die Abkühlung eines Kältemittels beim Entspannen und Verdampfen genutzt, um ein Fluid abzukühlen. Moderne Wärmepumpen können sowohl heizen als auch kühlen. Die dadurch gewonnene Wärme reicht aus, um ein ganzes Haus das ganze Jahr über kostengünstig zu beheizen daher die Erdwärme immer vorhanden ist. Kosten für den Betrieb der Wärmepumpe gibt es dennoch, die sind aber im Vergleich zu Gas oder Öl sehr gering.

Vor- und Nachteile von Erdwärme

Vorteile

Umweltfreundlich weil sie kein CO2 produziert.

Mit Geothermie können bis zum Jahr 2020 20 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden.

Erdwärme ist sehr regenerativ.

Erdwärme wird es noch tausende Jahre geben.

Erdwärme gewinnt in immer mehr Ländern zuwuchs.

Einzelne Häuser die mit Erdwärmesonden ausgestattet sind, sind von Heizöl oder Gas unabhängig und brauchen im Sommer keine Klimaanlage.

Vor- und Nachteile von Erdwärme

• Nachteile

• Tiefe Geothermieanlagen können in Erdbebengebieten Erschütterungen oder starke Erdstöße auslösen.

• Die Förderung von Erdwärme hängt von der Region und den geologischen Bedingungen ab.

• Die Produzierte Energie deckt bei 8,29 GWh jährlich bisher nur 0,061% des Energieverbrauchs der Welt.

Bohlschule versorgt mit Erdwärme

Heizungskosten der Bohlschule

HeizungVerbrauch in m³ Kosten

1 Tag 103,67 58,16 € 1 Woche 725,67 407,10 € 1 Monat 3.110,01 1.744,72 € 1 Jahr 37.839,55 21.227,99 € Heizkosten: 21.368,99 €

Umrechnung: 1m³ = 10 kW/h

Bohlschule versorgt mit Erdwärme

• Heizen mit Wärmepumpe•• 1 kWh Strom = 0,178€• 1 kWh Erdgas = 0,561€• 1 m³ Erdgas = 10 kWh Strom• 75% Energie aus Erdwärme 25% Strom• Kosten für Grundgebühr usw: ca. 200 €

•• Verbrauch in kWh Kosten• 1 Tag 1036,7 46,13 € • 1 Monat 31100,1 1.383,96 € • 1 Jahr 378395,5 16.838,60 € •••• Stromkosten gesamt für 1 Jahr: 17.038,60€