Die Krafts des Windes
Grundlage der Windkraft ist die Bewegung. Die aerodynamisch geformten Rotorblätter eines Windrads werden vom Wind angetrieben und drehen sich. Dadurch wandeln sie die Bewegungsenergie der Luft in mechanische Energie, genauer Rotationsenergie, um. Diese wird dann in einem Generator zu elektrischer Energie transformiert. So funktioniert die Windkraftanalage im Grunde genommen ähnlich wie ein Fahrraddynamo. Allerdings im ungleich größeren Maßstab, denn Windräder sind meist weit über 100 Meter hoch und haben mehr als 50 Meter lange Rotorblätter.
Laut Zahlen des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz spielt die Windenergie aktuell die tragende Rolle bei der Nutzung erneuerbarer Energien. Bei der Stromerzeugung im Jahr 2021 ging ihr Anteil witterungsbedingt kurzfristig von 24 auf rund 20 Prozent zurück – und stieg seitdem wieder an.
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Die Kraft des Wassers
Wer sich schon einmal genussvoll in die Wellen beispielsweise der baskischen Atlantikküste geworfen hat, konnte die wilde Stärke des Wassers am eigenen Leib erfahren. Die Dynamik des Lebenselements machen sich Wasserkraftwerke zunutze. Weltmeister dieser sauberen Energieerzeugung ist allerdings weder Frankreich noch Spanien, sondern Norwegen, das bis zu 99 Prozent seines Stroms aus Wasser bezieht. Es gibt unterschiedliche Arten von Wasserkraftwerken, unter anderem Laufwasserkraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke. Laufwasserkraftwerke wandeln die kinetische Energie (Bewegungsenergie) stark fließender Flüsse oder Bäche in Elektrizität um. Dies geschieht durch eine Turbine, die sich unter dem Druck des sie durchströmenden Wassers dreht. Die entstandene Umdrehungsenergie wandelt dann ein Generator in Elektrizität um.
Pumpspeicherkraftwerke bestehen aus zwei großen Wasserbecken in unterschiedlicher Höhe. Wenn sich wegen geringer Nachfrage überschüssiger Strom im Netz befindet, wird mit diesem Strom Wasser vom unteren ins obere Becken gepumpt. Sobald das Wasser zu Zeiten hoher Stromnachfrage zum Hinabfließen freigegeben wird, erzeugt das Kraftwerk aus der entstehenden Bewegungsenergie Strom, der in das Netz eingespeist wird. Pumpspeicherkraftwerke eignen sich dadurch auch sehr gut zur Stabilisierung des Stromnetzes oder als Reservekraftwerke.
Die Kraft der Sonne
Auch die Sonnenstrahlung enthält jede Menge Power – die Solarenergie. Das Besondere: Sie lässt sich auf zwei Arten nutzen. Entweder als Wärmeenergie (Solarthermie) oder zur Produktion von Solarstrom (Photovoltaik). Diese Art der Stromerzeugung wächst in Europa aktuell am stärksten. Kein Wunder, denn Solarpanele passen auf die meisten Hausdächer und ermöglichen Privathaushalten wie Firmen mehr Unabhängigkeit in der Energieversorgung. Dabei ist die Technik wartungsarm und wandelt die Sonnenenergie unmittelbar in Strom um.
Die größte Zukunft hat die Photovoltaik-Anlage bei der privaten Nutzung.
Für das Aufladen von E-Autos daheim ist dies allerdings ein Nachteil, da die Fahrzeuge nicht selten abends oder nachts aufgeladen werden, wenn die Sonne nicht scheint. Abhilfe schaffen Speichersysteme, die die erzeugte Elektrizität verfügbar halten, wenn sie benötigt wird. Gemäß einer Studie des Statistischen Bundesamts sind in Deutschland derzeit mehr als 2,2 Millionen Photovoltaikanlagen auf Dächern und Grundstücken installiert.
