Während der natürliche Treibhauseffekt eine Abkühlung der Erde verhindert, hat sich in wissenschaftlichen Diskussionen die Überzeugung durchgesetzt, dass die nachgewiesene langfristige Temperaturerhöhung vor allem durch menschliche Aktivitäten begründet liegt. Die globale Temperatur hat sich seit Mitte des 19. Jahrhunderts fast um 1 Grad erhöht.
Vor allem der Ausstoß von Treibhausgasen ist problematisch. Das wichtigste anthropogene, also vom Menschen verursachte, Treibhausgas ist das Kohlendioxid aus der Verbrennung fossiler Energieträger (Kohle, Erdöl, Ergas, etc.). Auch Methan, trägt ebenfalls zum anthropogenen Treibhauseffekt bei. Dieses wird hauptsächlich durch die intensive industrialisierte Massentierhaltung erzeugt. Die eintretende Strahlungsenergie der Sonne wird nicht mehr in dem Maße ins All reflektiert wie bisher, sondern wird durch die Treibhausgase und Feinstaubbelastung in der Atmosphäre wieder zurück auf die Erde reflektiert. Die Folge ist ein Aufheizen des Erdklimas, beziehungsweise daraus folgend ein Klimawandel. Dieser ist gekennzeichnet durch häufiger und intensiver auftretende Stürme, eine Verschiebung der Klimazonen, Dürren, abschmelzende Gletscher, steigender Meeresspiegel und das Aussterben seltener Arten .
Inhaltsverzeichnis
1. Darstellung des Problems
2. Lösungsalternativen
a) Kernenergie
b) Erneuerbare Energien
3. Erneuerbare Energien
Beispielhafte Arten mit ihren Vor- und Nachteilen
4. Solar: Was ist das?
4.1 Definition und Anwendungsgebiete
4.2 Allgemeine Informationen und Fakten
4.3 Geschichtliches
4.4 Typen von Solarzellen
4.5 Wie funktioniert Photovoltaik?
5. Quellenangaben
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit befasst sich mit der globalen Erwärmung und der kritischen Analyse alternativer Energiequellen, um Wege zur nachhaltigen Stromerzeugung aufzuzeigen und insbesondere das Potenzial der Solarenergie zu beleuchten.
- Analyse der Ursachen und Folgen der globalen Erwärmung
- Gegenüberstellung von Kernenergie und regenerativen Energien
- Detaillierte Untersuchung verschiedener erneuerbarer Energieformen
- Technologische Grundlagen und Funktionsweise der Photovoltaik
- Wirtschaftliche und ökologische Potenziale der Sonnenenergie
Auszug aus dem Buch
4.5 Wie funktioniert Photovoltaik:
Heutzutage wird als Grundstoff für Solarzellen fast immer Silizium verwendet. Man unterscheidet je nach Herstellungsverfahren drei Arten von Silizium-Solarzellen: Monokristalline Solarzellen bestehen unabhängig von ihrer Größe aus einem einzigen Siliziumkristall; aufgrund ihrer aufwendigen Herstellung sind sie sehr teuer, haben jedoch einen höheren Wirkungsgrad (15-20 Prozent) als polykristalline Solarzellen (13-16 Prozent). Polykristalline Solarzellen werden mit einem wesentlich geringeren Energieaufwand (und somit billiger) gefertigt. Den geringsten Wirkungsgrad weisen amorphe Solarzellen auf, die meist nur in Kleingeräten wie Taschenrechnern angewendet werden. In der Praxis greift man vor allem auf die monokristallinen Solarzellen zurück: Die einzelnenSolarzellen werden mit elektrischen Anschlüssen versehen in Glas oder Kunststoff eingebettetund an geeigneten Stellen, z.B. auf Dächern, montiert. Die Spannung einer einzelnen Zelle ist für die meisten Anwendungsfälle zu niedrig, deshalb schaltet man mehrere Zellen zu so genannten Modulen hintereinander. Das Silizium wird in Scheiben von wenigen zehntel Millimetern geschnitten. Durch gezieltes Verunreinigen (Dotieren) mit Phosphor und Bor erzielt man in einer dünnen Oberflächenschicht einen Überschuss an Elektronen (n-Silizium), im Rest des Materials einen Mangel an Elektronen (p-Silizium). Es entsteht im Übergangsbereich ein inneres elektrisches Feld (Raumladungszone, RL-Zone).Bei Lichteinwirkung werden freie Ladungsträger erzeugt und durch das innere elektrische Feld nach ihrer Polarität getrennt. Die elektrische Gleichspannung wird durch beiderseitig angebrachte Kontakte nach außen geführt, über die die Elektronen fließen können.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Darstellung des Problems: Dieses Kapitel erläutert den anthropogenen Treibhauseffekt und die daraus resultierenden globalen Klimaveränderungen.
2. Lösungsalternativen: Es werden Kernenergie als Primärenergiequelle und regenerative Energien als nachhaltige Alternativen gegenübergestellt.
3. Erneuerbare Energien: Hier werden verschiedene regenerative Energieformen wie Gezeitenkraftwerke, Windenergie und Biomasse hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile analysiert.
4. Solar: Was ist das?: Dieses Kapitel bietet eine fundierte Übersicht über Solartechnik, deren Geschichte, technologische Typen und die physikalische Funktionsweise der Photovoltaik.
5. Quellenangaben: Dieses Verzeichnis listet sämtliche für die Arbeit herangezogene digitale Quellen und Fachliteratur auf.
Schlüsselwörter
Globale Erwärmung, Treibhauseffekt, Kernenergie, Erneuerbare Energien, Solarenergie, Photovoltaik, Silizium, Wirkungsgrad, Nachhaltigkeit, Energiewende, Klimawandel, regenerative Energien.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert die Problematik des Klimawandels und untersucht regenerative Energiequellen als Lösungsansatz zur Reduzierung der globalen Treibhausgasemissionen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf der Energieerzeugung, der Differenzierung zwischen fossilen, nuklearen und erneuerbaren Energien sowie einer detaillierten Betrachtung der Solartechnik.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, das Potenzial und die Funktionsweise moderner Energietechnologien aufzuzeigen, um den Übergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung zu begründen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt eine deskriptive und vergleichende Analyse wissenschaftlicher Daten sowie technischer Beschreibungen von Energiesystemen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil deckt eine detaillierte technische Analyse verschiedener regenerativer Kraftwerkstypen und die spezifischen technologischen Aspekte von Silizium-Solarzellen ab.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die zentralen Begriffe umfassen Solarenergie, Photovoltaik, Klimawandel, Treibhauseffekt, Kernspaltung, Silizium-Wafer und erneuerbare Energien.
Wie unterscheidet sich die Photovoltaik technisch von anderen Solartechniken?
Im Gegensatz zu Solarkollektoren, die Wärme erzeugen, wandelt die Photovoltaik Strahlungsenergie mittels des photoelektrischen Effekts direkt in elektrischen Strom um.
Was sind die Hauptunterschiede zwischen den verschiedenen Silizium-Solarzellentypen?
Die Typen unterscheiden sich primär durch ihren Herstellungsaufwand, ihren Wirkungsgrad und ihre jeweilige Kristallstruktur, wie etwa monokristalline gegenüber amorphen Zellen.
- Citation du texte
- Anonym (Auteur), 2011, Die Vor- und Nachteile der Solarenergie. Schülerarbeit zum Thema Erneuerbare Energie, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/183885
