Alternative Energiegewinnung an der Küste


Hausarbeit (Hauptseminar), 2010

20 Seiten, Note: 1,7


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungen

1 Einleitung

2 Alternative Energiequellen

3 Möglichkeiten der alternativen Energiegewinnung an der Küste
3.1 Wind
3.1.1 Offshore-Windparks
3.2 Wasser
3.2.1 Wellenkraftwerk
3.2.2 Meeresströmungskraftwerk
3.2.3 Gezeitenkraftwerk
3.2.4 Meereswärmekraftwerk
3.2.5 Osmosekraftwerk
3.3 Marine Biomasse

4 Schlussbemerkungen

Internetquellen

Literaturverzeichnis

Erklärung

Abbildungen

Abb. 1: Erneuerbare Energien: Ihre physikalische Herkunft sowie ihre Umwandlungs- und Nutzungsmöglichkeiten

Abb. 2: Windkarte von Deutschland

Abb. 3: Umwelteinflüsse auf einen Offshore-Windpark

Abb. 4: Überflutungs- und OWC-Kraftwerke

Abb. 5: Darstellung des Meereströmungskraftwerkes Seagen

Abb. 6: Prinzip der Energiegewinnung durch Osmose

1 Einleitung

Das Thema der alternativen Energiegewinnung ist derzeit so aktuell wie noch nie. Bisher wurden zum größten Teil konventionelle Quellen zur Energiegewinnung genutzt. Vor allem die fossilen Brennstoffe, wie Kohle, Erdöl und Erdgas werden immer weiter ausgebeutet und das, obwohl sie bald nur noch in begrenztem Maße zur Verfügung stehen. Diese Energiequellen haben außerdem den Nachteil, dass sie bei der Verbrennung umweltschädigende Gase in die Atmosphäre freisetzen. Auch die Energiegewinnung durch Kernkraftwerke ist mit erheblichen Risiken für die Umwelt behaftet.

Alternativen bieten erneuerbare Energiequellen wie Sonne, Wind und Wasser. Sie sind wesentlich umweltfreundlicher als konventionelle Energieträger und regenerieren sich ständig. In den letzten Jahren fand in Deutschland und vielen anderen Ländern ein starker Ausbau der Energiegewinnung durch diese erneuerbaren Quellen statt. Dabei wurden vor allem auf dem Land entsprechende Anlagen, wie zum Beispiel solarthermische Kraftwerke oder Laufwasserkraftwerke, errichtet. Im Gegensatz dazu wurden die Energiequellen an der Küste und im Meer bisher nur wenig genutzt. Doch auch hier steckt jede Menge Potential.

Die vorliegende Arbeit befasst sich damit, welche Möglichkeiten der Energiegewinnung es an der Küste gibt und wie die Umsetzung davon in Deutschland aussieht bzw. aussehen könnte.

Dazu werde ich in einem ersten Punkt auf theoretischer Basis erst einmal klären, was alternative Energiequellen im Genauen sind und wie sie sich von den konventionellen Energieträgern unterscheiden. Des Weiteren möchte ich eine Übersicht aller alternativen Energiequellen vorstellen. In Punkt 3 will ich dann nachprüfen, welche Energiequellen speziell an der Küste genutzt werden können. Die einzelnen Energieformen werden dann kurz erläutert und die technischen Anlagen zur Nutzung in ihrer Funktionsweise beschrieben. Zum Abschluss der Untersuchungen zu den einzelnen Energiequellen möchte ich die gegenwärtige Nutzung solcher Kraftwerke oder Anlagen in Deutschland beleuchten und das Potential, was in den verschiedenen Technologien in Bezug auf die deutschen Küsten steckt, aufzeigen.

Am Ende werde ich meine Ergebnisse in den Schlussbemerkungen noch einmal zusammenfassend darstellen.

2 Alternative Energiequellen

2.1 Was sind alternative Energiequellen?

Um das Potential der Energiegewinnung an der Küste darzustellen, muss man sich erst einmal bewusst machen, was genau alternative Energiequellen sind und wie man sie von fossilen Energieträgern abgrenzen kann.

Fossile Energietrager gehoren zu den nicht regenerativen Energiequellen. Die chemische Energie aus Kohle, Erdol und Erdgas wird genutzt, um Kraftwerke und Verbrennungsmotoren anzutreiben. Die fossilen Energiequellen entstehen, wenn Biomasse (Kleinstlebewesen, Pflanzen, ...) uber Jahrmillionen hinweg in tiefer gelegene Erdschichten eingeschlossen und erhohtem Druck und Temperaturen ausgesetzt sind. (Geitmann, 2005, S. 15) Auch wenn sie letztendlich auf der Einstrahlung der Sonne basieren, stehen sie nach der Verbrennung der Kohlenwasserstoffe nicht mehr zur Verfugung. „Sind diese Rohstoffvorkommen erst einmal ausgebeutet, gibt es [also] keine weitere Moglichkeit zur »Nachlieferung« mehr" (Synwoldt, 2008, S. 15).

Alternative oder erneuerbare Energiequellen basieren zum Großteil ebenfalls, direkt oder indirekt, auf der Energie der Sonne. Trotzdem kann man sie deutlich von den fossilen Energieträgern abgrenzen. Zu den regenerativen Energiesorten zählen Solarstrahlung, Wind, Wasserenergie, die durch Photosynthese entstandene Biomasse und deren Sekundärprodukte. Gravitations- und Wasserkraftwerke sind, obwohl nicht direkt von der Sonnenenergie gespeist, ebenfalls zu den erneuerbaren Energiequellen zu zählen. (Müller & Giber, 2010, S. 2) Gemeinsam ist allen, dass sie sich laufend regenerieren und nach den Zeitmaßstäben des Menschen noch unendlich lange kontinuierlich zur Verfügung stehen. (BMU, 2009, S.134)

Zudem sind alternative Energien eine wesentlich umweltfreundlichere Variante der Energiegewinnung. Staub und Abgase sowie die daraus resultierenden Klimaschwankungen und extremen Witterungsereignisse, existieren hier größtenteils nicht. (Synwoldt, 2008, S. 51)

Die erneuerbaren Energiequellen lassen sich auf verschiedene Art und Weise einteilen. Abbildung 1 zeigt eine Übersicht von Wagner (2008, S.50), welche die physikalische Herkunft und die natürlichen Umwandlungsmöglichkeiten darstellt. Daran angeschlossen sind die dazugehörigen, technischen Anlagen zur Nutzung und die jeweilige Energieform abgebildet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Erneuerbare Energien: Ihre physikalische Herkunft sowie ihre Umwandlungs- und Nutzungsmöglichkeiten (nach Wagner, 2008, S. 50)

Aus dem Schema ist zu erkennen, dass die meiste Energie den Kernfusionen in der Sonne entspringt. Anlagen zur Nutzung der Solarstrahlung gebrauchen diese direkte Sonnenenergie, während die anderen Quellen die Energie erst umwandeln und so indirekt nutzen.

Die Gezeitenkräfte sowie Wärme aus dem Erdinneren (Geothermie) sind weitgehend unabhängig von der Sonnenenergie. Sie werden deshalb im Schema gesondert aufgeführt, sind aber trotzdem anthropogen nutzbar.

3 Möglichkeiten der alternativen Energiegewinnung an der Küste

Nachdem im Punkt 2 die alternative Energiegewinnung im Allgemeinen vorgestellt worden ist, geht es im Punkt 3 darum, welche der beschriebenen Energiequellen an der Küste nutzbar gemacht werden können und wie groß das Potential an den deutschen Küsten (Nord- und Ostsee) ist.

Alternative Energiegewinnung an der Küste umfasst viele, aber nicht alle regenerativen Energiequellen. Am offensichtlichsten ist natürlich die Energie aus der Kraft des Wassers selber. Wellenkraftwerke nutzen die kinetische Energie der Meereswellen aus, Gezeitenkraftwerke den Tidenhub und Strömungskraftwerke die vorhandenen Meeresströmungen. Grundlage der Meereswärmekraftwerke ist die thermische Energie des Meeres und der Konzentrationsunterschied des Salzgehaltes zwischen Süß- und Salzwasser die Voraussetzung für Osmosekraftwerke.

Neben dem Meerwasser selber kann auch der über den Meeresflächen überdurchschnittlich stark wehende Wind zur Energiegewinnung genutzt werden. Hier kommen Offshore-Windparks zum Einsatz, die in Punkt 3.1.1 näher beschrieben werden.

Schließlich liefert das Meer auch marine Biomasse u.a. in Form von Seegras, Mikround Makroalgen, die zur Stromerzeugung genutzt oder zur Gewinnung von Biotreibstoff eingesetzt werden können.

Nicht Teil der folgenden Betrachtung sein wird die Energiegewinnung aus Laufwasser, Gletschereis und Solarstrahlung, da sie bei der Energiegewinnung an den deutschen Küsten keine nennenswerte Rolle spielen.

3.1 Wind

Die Energie, die man an einem festen Standort aus dem Wind gewinnen kann wird maßgeblich von der Windgeschwindigkeit bedingt. Der Grund dafür ist die kinetische Energie des Windes, welche von der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit abhängt (Wagner, 2008, S. 235). Demnach sind Flächen mit hohen und gleichmäßigen Windgeschwindigkeiten am besten geeignet für den Einsatz von Windenergieanlagen. Aus Abbildung 2 wird ersichtlich, dass die höchsten durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten in Deutschland in den Mittelgebirgen und vor allem an der Küste erreicht werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Windkarte von Deutschland (nach Universität München, 2010)

Der Grund fur die hohen Windgeschwindigkeiten an und auf dem Meer ist die geringe Rauhigkeit der Oberflache, die gegenuber Landflachen niedriger ist und dadurch die Luftteilchen wesentlich weniger stark bremst. Die besten Kustenstandorte Deutschlands liegen im Bereich der gesamten Nordseekuste und dem ostlichen Teil der Ostsee. Hohen Anreiz bieten Standorte weit entfernt vom Festland, denn neben „einem Mehrertrag von 40 bis 50% gegenuber guten Kustenstandorten stehen auch grofiere Flachen als an Land zur Verfugung." (Kuhn & Klaus, 2009) Zudem kommt auch noch die Tatsache, dass gunstige Flachen auf dem Land schon zu grofien Teilen abgedeckt sind oder die Errichtung von Anlagen aus optischen Grunden (z.B. in Tourismusregionen) nicht mehr in Frage kommt (Wagner, 2008, S. 241).

Um diese Quellen nutzbar zu machen entwickelte man neben den konventionellen Onshore-Windparks sogenannte Offshore-Windparks, also Windenergieanlagen die im Meer zum Teil weit draußen vor der Küste auf festen Plattformen stationiert sind.

[...]

Ende der Leseprobe aus 20 Seiten

Details

Titel
Alternative Energiegewinnung an der Küste
Hochschule
Friedrich-Schiller-Universität Jena
Note
1,7
Autor
Jahr
2010
Seiten
20
Katalognummer
V168897
ISBN (eBook)
9783640868933
ISBN (Buch)
9783640869336
Dateigröße
912 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Alternative Energien, regenerative Energiegewinnung, Nordsee, Ostsee, Küste
Arbeit zitieren
Frank Herzer (Autor), 2010, Alternative Energiegewinnung an der Küste, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/168897

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