Grundlagen erneuerbarer Energien

Erneuerbare Energien stammen aus Quellen, die sich natürlich erneuern. Dazu zählen Sonne, Wind, Wasser, Biomasse und Erdwärme. Sie tragen zur Reduktion von Treibhausgasen bei und sind unerschöpflich im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen.

Photovoltaikzellen nutzen den photoelektrischen Effekt, entdeckt von Albert Einstein. Dabei lösen Photonen aus Sonnenlicht Elektronen in Halbleitermaterialien. Dies erzeugt einen elektrischen Strom, ohne Bewegungs- oder Wärmeenergie zu benötigen.

Bereits im alten Ägypten nutzte man Wind zur Energiegewinnung. Heute wandeln Windkraftanlagen kinetische Luftbewegungsenergie in Strom um. Intelligente Netzwerke prognostizieren Windmuster für optimierten Betrieb und Energieerzeugung.

Speicherwasserkraftwerke dienen als riesige Energiespeicher. Sie können bei Bedarf schnell reagieren, indem Wasser aus hohen Reservoirs abgelassen wird, um Turbinen zu treiben. Dies ermöglicht eine flexible Anpassung an die Stromnachfrage.

Biomasseenergie kommt von organischem Material. Sie ist CO2-neutral, da Pflanzen beim Wachstum CO2 binden. Doch die Nutzung von Nahrungsmitteln für Energie und großflächiger Anbau kann Ökosysteme und Nahrungsmittelpreise negativ beeinflussen.

Geothermische Anlagen nutzen die Erdwärme, die durch den natürlichen Zerfall radioaktiver Elemente im Erdinneren entsteht. In Regionen mit vulkanischer Aktivität kann diese Energie effizient zur Strom- und Wärmeerzeugung eingesetzt werden.

Power-to-X bezeichnet Technologien, die erneuerbare Energie in andere Energieformen oder Speicher umwandeln, wie Wasserstoff. Dies ermöglicht den Transport und die Speicherung von erneuerbarer Energie über große Distanzen und Zeiträume.