Die Nachfrage unserer Gesellschaft nach Energie nimmt stetig zu. Laufend werden neue technische Innovationen auf den Markt gebracht, die mit Strom betrieben werden. Doch dieser Trend bringt auch eine höhere Umweltbelastung mit sich. Begriffe, wie Klimawandel oder Energiewende, sind fast jedem bekannt. Und dennoch verleitet der menschliche Hang nach Luxus und Bequemlichkeit zur Anschaffung neuer technischer Geräte.
So nahm in den letzten Jahren auch der Stromverbrauch auf Segelyachten zu. Zusätzlich zu den zwingend erforderlichen Stromverbrauchern wie der Beleuchtung, kommen heut zu tage auch Navigationsgeräte wie GPS-Geräte, Windinstrumente und Echolote hinzu. Außerdem möchten viele Skipper den Luxus von zu Hause auch an Bord nutzen: immer häufiger werden auf Segelbooten Elektrogeräte, wie Kühlschränke, oder Elektroherde, verbaut. Doch das erfordert eine Menge Strom. Gerade auf hoher See kann dies zum Problem werden, wenn keine Häfen zum Aufladen der Batterien angelaufen werden können.
Egal ob auf See oder an Land – die Nachfrage nach elektrischer Energie steigt. Hierbei muss beachtet werden, dass bei elektrischen Geräten zwar lokal keine umweltbelastenden Emissionen entstehen, wohl aber bei der Erzeugung des Stroms. Bisher wurde dieser hauptsächlich durch die mittlerweile umstrittene Atomenergie gewonnen.
Da nun jedoch in Deutschland die Abkehr von der Energiegewinnung durch Atomkraftwerke beschlossen worden ist, müssen nun bis zum Ausstieg umweltfreundlichere Ersatzlösungen gefunden werden. Die Lösung liegt in der Nutzung alternativer Energien. Doch diese müssen eines Tages die zuverlässige Leistung der Atom- bzw. Kohlekraftwerke komplett und in gewohnter Stromqualität aufbringen können.
Diese Hausarbeit stellt verschiedene alternative Möglichkeiten und ihre Vor- und Nachteile vor, mit dem Ziel die effizienteste Energiequelle für Segelyachten zu ermitteln.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Der Stromverbrauch an Bord von Segelyachten
2.1 Problematik
2.2 Ermittlung des durchschnittlichen Stromverbrauchs
3 Alternative Energien
3.1 Solarenergie - Photovoltaik
3.1.1 Herstellung und Aufbau von Solarzellen
3.1.2 Umwandlungsvorgang
3.1.3 Wirkungsgrad
3.1.4 Solarzelltypen
3.1.5 Vor-und Nachteile verschiedener Modularten auf Segelyachten
3.1.6 Innovationen
3.2 Windkraftanlagen
3.2.1 Aufbau und Funktionsweise
3.2.2 Windkraft auf Segelbooten
3.2.3 Innovationen
3.3 Wasser- und Schleppgeneratoren
3.4 Brennstoffzellen
3.4.1 Grundaufbau und Funktionsweise
3.4.2 Vor- und Nachteile von Brennstoffzellen
3.4.3 Brennstoffzellen auf Segelbooten - Innovationen
3.5 Elektromotoren
5 Vergleich alternativer Energiequellen auf Segelyachten
6 Fazit
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht die Effizienz verschiedener Möglichkeiten zur Stromerzeugung an Bord von Segelyachten, um den wachsenden Energiebedarf moderner technischer Ausstattung klimafreundlich zu decken und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen oder Landstrom zu verringern.
- Analyse des durchschnittlichen Stromverbrauchs moderner Segelyachten.
- Evaluation von Solarenergie (Photovoltaik) und Windkraftanlagen.
- Untersuchung von Wasser- und Schleppgeneratoren sowie Brennstoffzellentechnologie.
- Vergleich der verschiedenen Systeme hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und Umweltfreundlichkeit.
- Betrachtung von Elektromotoren als umweltfreundliche Antriebsalternative.
Auszug aus dem Buch
3.2.2 Windkraft auf Segelbooten
Neben Windrädern und Windparks ist diese Art der Energiegewinnung auch im Segelsport angekommen. Denn gerade in Küstenregionen und auf See ist das Windenergieangebot sehr hoch und eignet sich ideal zur Stromerzeugung durch die Windkraft (SYNWOLDT 2008: 96).
Verwendet werden hierbei Kleinwindkraftanlagen, die im Grunde in Aufbau und Funktionsweise mit den größeren Windrädern übereinstimmen. Sie sind dabei z.B. mit Salzwasser beständigen Materialien extra an die maritimen Bedingungen angepasst (PALSTEK 2013:184). Ein Beispiel hierfür ist z.B. das Windgeneratormodell von SilentWind, das auf Abbildung 2 fotografiert wurde.
Da die Flügel solcher Anlagen oft sehr lang sein können, werden sie hierbei, wie auf Abbildung 2 zu sehen ist, meist achtern eines Schiffs auf einem Mast montiert. Somit befindet sich die Besatzung außer Reichweite der Rotorblätter und damit außer Gefahr, falls sich jene im Sturm lösen sollten (PALSTEK 2007:94). Praktisch ist, dass Windgeneratoren nach der Montage so gut wie keiner Wartung bedürfen. Einzig die Lager müssen gelegentlich nachgefettet werden.
Ein großes Problem stellt jedoch die Abhängigkeit vom Wind dar. Denn selbst die neuesten Windgeneratoren fangen zwar bei einer Windgeschwindigkeit von zwei Metern pro Sekunde an Strom zu erzeugen, können jedoch erst ab einer Geschwindigkeit von etwa fünf m/s die Windenergie sinnvoll nutzen (SILENTWIND 2014:o.S.). Dies entspricht zwar nur der Windstärke drei, aber selbst diese ist auf dem Meer längst nicht immer vorhanden. Nachteilig sind vor allem auch die Geräusche, die bei den herkömmlichen Modellen durch die Turbine entstehen. Zum einen produzieren die Flügel ein Heulen, das sich mit zunehmender Windgeschwindigkeit verstärkt. Und zum anderen entstehen Lagergeräusche, die sich auf den Schiffsrumpf übertragen und im eigenen Boot zu hören sind. Diese Geräusche können nicht nur einen selbst, sondern besonders auch Liegeplatznachbarn stören (PALSTEK 2007:103).
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Arbeit thematisiert den steigenden Strombedarf auf modernen Segelyachten und die Notwendigkeit, diesen durch umweltfreundliche, alternative Energiequellen zu decken.
2 Der Stromverbrauch an Bord von Segelyachten: Hier wird die Problematik des steigenden Bord-Stromverbrauchs analysiert und anhand eines Beispiels einer 10-Meter-Yacht quantifiziert.
3 Alternative Energien: Dieses Kapitel gibt einen detaillierten Überblick über verschiedene Technologien wie Photovoltaik, Windkraft, Wassergeneratoren und Brennstoffzellen sowie Elektromotoren.
5 Vergleich alternativer Energiequellen auf Segelyachten: Die verschiedenen Energieerzeuger werden anhand von Preis-Leistungs-Verhältnissen und Eignungsprofilen gegenübergestellt.
6 Fazit: Das Fazit bewertet die verschiedenen Technologien und identifiziert die Brennstoffzelle mit Apfelsäure-Betrieb als besonders effiziente und zuverlässige Lösung für den aktuellen Bedarf.
Schlüsselwörter
Segelyachten, Stromverbrauch, Alternative Energien, Photovoltaik, Windkraft, Wassergenerator, Schleppgenerator, Brennstoffzelle, Elektromotor, Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, Bordelektrik, Stromerzeugung, Erneuerbare Energien, Maritime Technik
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Suche nach effizienten, umweltfreundlichen Methoden zur Stromerzeugung auf Segelyachten, um den steigenden Energiebedarf durch Navigations- und Komfortgeräte an Bord zu decken.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Zentrale Themen sind die Analyse des tatsächlichen Stromverbrauchs an Bord sowie die technische Bewertung von Solarenergie, Windkraft, Wassergeneratoren und verschiedenen Arten von Brennstoffzellen.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage der Arbeit?
Das Ziel ist es, die effizienteste Energiequelle für Segelyachten zu ermitteln, indem verschiedene alternative Systeme unter Berücksichtigung von Kosten, Leistung und Wetterunabhängigkeit verglichen werden.
Welche wissenschaftliche Methode wird in der Arbeit verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer Literaturanalyse, in der technische Daten, Wirkungsgrade und Anwendungsberichte zu verschiedenen umwelttechnischen Systemen ausgewertet und für den maritimen Einsatzbereich berechnet und verglichen werden.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine Bedarfsanalyse, die detaillierte technische Beschreibung der Energiewandler (Solar, Wind, Wasser, Brennstoffzelle) inklusive deren Vor- und Nachteile sowie einen abschließenden Vergleich der Systeme.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Segelyachten, Stromverbrauch, alternative Energien, Photovoltaik, Windkraft, Wassergeneratoren, Brennstoffzellen, Elektromotoren und Energieeffizienz.
Warum sind Elektromotoren trotz ihrer Vorteile noch nicht der Standard?
Der Hauptgrund ist die derzeit unzureichende Speichertechnik für Strom, die oft mit langen und häufigen Ladezeiten der Batterien verbunden ist, was viele Bootsbesitzer vom Kauf abhält.
Was macht die Brennstoffzelle mit Apfelsäure laut Autorin besonders attraktiv?
Diese spezielle Brennstoffzelle gilt als besonders effizient, da sie einen ungiftigen Energieträger nutzt, das Problem der Wasserstoffproduktion und -speicherung umgeht, wetterunabhängig ist und ein günstiges Preis-Leistungs-Verhältnis aufweist.
- Citation du texte
- Alina Lipp (Auteur), 2014, Moderne Umweltschutztechnik bei Segelyachten. Wie effizient ist die Nutzung alternativer Energien?, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/311540
