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Erneuerbare Energien

Erneuerbare Energien: Was sind sie und welche Vorteile bieten sie?

Erneuerbare Energien sind Energiequellen, die aus natürlichen Ressourcen stammen und sich gemäß natürlichen Zyklus regelmäßig erneuern. Erfahren Sie, welche es gibt.

Unter erneuerbaren Energien versteht man alle Energieformen aus der Natur, die die Fähigkeit haben, sich am Ende des Zyklus zu regenerieren. Die erneuerbaren Energiequellen und ihre Energieerzeugung sind wesentlich von den Wetter- und Klimabedingungen abhängig. Sonne, Wind und Wasser bieten keine konstante Energiequelle, was die Verwaltung der Produktion zu einer komplexen Aufgabe macht. Daher kann es hilfreich sein, eine Software zur Planung von Anlagen aus erneuerbaren Energiequellen zu verwenden, mit der Sie dynamische Berechnungen auf der Grundlage zuverlässiger Klimadaten durchführen und die wirtschaftliche Simulation jeder Anlage (Photovoltaikanlagen, Solarmodule) schnell und einfach erstellen können.

Was sind erneuerbare Energien?

Erneuerbare Energiequellen sind Energiequellen, die natürliche Ressourcen nachhaltig nutzen, die Umwelt nicht verschmutzen und sich im Gebrauch nicht erschöpfen, da sie sich durch natürliche Zyklus erneuern können. Erneuerbare Energien gewinnen an Bedeutung und werden als klare Wahl für die Zukunft der Energieversorgung immer wichtiger. Sie bieten die Möglichkeit, saubere und kostengünstige Energie zu erhalten, mit erheblichen positiven Auswirkungen auf Nachhaltigkeit und Energieeffizienz. Die Nutzung von nachhaltigen Bauweisen wie Passivhäusern ermöglicht es, Energieeffizienz mit energieeffizienten Gebäuden zu kombinieren.

Welche erneuerbaren Energien gibt es?

Die Hauptquellen erneuerbarer Energie sind:

  • Solarenergie;
  • Windenergie;
  • Geothermie;
  • Biomasseenergie;
  • Wasserenergie;
  • Meeresenergie.

Solarenergie

Eine der bekanntesten und effizientesten erneuerbaren Energiequellen ist die Solarenergie. Diese Energiequelle wird weitgehend durch die Installation von Solaranlagen oder Photovoltaikanlagen genutzt. Diese Anlagen sind mit Solarmodulen ausgestattet, die die Strahlungsenergie der Sonne einfangen und in elektrische Energie umwandeln. Diese Energie kann für Raumheizung, Warmwasserbereitung, Beleuchtung und sogar zur Stromversorgung von Industriekühlsystemen verwendet werden. Photovoltaikanlagen sind bekannt für ihre Vielseitigkeit und einfache Installation. Sie können auf den Dächern von Wohnhäusern oder Mehrfamilienhäusern installiert werden und bieten eine Vielzahl von Anwendungen.

Neben herkömmlichen Solarmodulen kann die Solarenergie auch durch Konzentrations-Systeme genutzt werden, , die die Sonnenwärme über Spiegel zu Heizkesseln leiten und so den Betrieb von Wärmekraftwerken ermöglichen. Ein weiterer Ansatz ist die passive Solarenergie, die auf der Planung und dem Bau von Gebäuden mit spezifischen Eigenschaften beruht, um die Absorption der Sonnenstrahlung zu maximieren.

Windenergie

Windenergie ist eine weit verbreitete und bekannte Form der Energie, die die Kinetische Energie des Windes und der Luftströmungen durch die Installation von Windturbinen und Windkraftanlagen nutzt. Diese Rotoren erzeugen, sobald sie vom Wind in Bewegung gesetzt werden, Mechanische Energie, die dann in elektrische Energie umgewandelt wird. Die Entwicklung dieser Technologie hat sich erheblich weiterentwickelt, angefangen bei den malerischen Windmühlen der Vergangenheit bis hin zu modernen Windturbinen, die weitaus effizienter und aerodynamischer sind. Heutzutage können solche Anlagen in das öffentliche Stromnetz integriert werden und ermöglichen die groß angelegte Energieproduktion.

Windenergieanlagen können sowohl im öffentlichen als auch im privaten Bereich eingesetzt werden. Um die Effizienz sicherzustellen, ist es jedoch notwendig, die Rotorblätter in großen, offenen Gebieten mit konstanten und starken Winden zu installieren. Ideale Standorte können Küstenbereiche in der Nähe von Meeren oder Ozeanen sowie Bergregionen sein. Es ist wichtig zu beachten, dass Windkraftanlagen ohne Wind keine Energie erzeugen können, was zu hybriden Lösungen geführt hat, wie die Integration von Photovoltaikanlagen, um eine kontinuierliche Energieerzeugung zu gewährleisten.

Geothermie

Die Produktion von elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen umfasst die Nutzung der Geothermie, eine Methode, die die innere Wärme der Erde durch das Prinzip der Geothermie nutzt. Dieser Prozess basiert auf dem geothermischen Gradienten des Planeten, der Temperaturänderungen mit der Tiefe, hauptsächlich verursacht durch die Energie, die bei den Zerfallsprozessen der radioaktiven Elemente unter der Erdoberfläche (Kalium, Thorium und Uran) erzeugt wird.

Geothermische Kraftwerke und geothermische Anlagen nutzen die Wärme, die im Grundwasser oder im heißen Gestein unter der Erdoberfläche eingeschlossen ist. Diese Wärme wird dann verwendet, um spezielle Turbinen anzutreiben, die mechanische Energie erzeugen. Anschließend wandelt ein Generator diese mechanische Energie in elektrische Energie um diese zu verteilen und in großem Maßstab zu nutzten. Geothermische Anlagen mit niedriger Enthalpie konzentrieren sich auf oberflächennahe geothermische Ressourcen, wie z. B. Heißwasser-Aquifere. Diese Form der geothermischen Energie eignet sich besonders gut für die Beheizung von Wohn- und Gewerbegebäuden und kann auch verschiedene industrielle Prozesse unterstützen. Die geothermische Quelle leistet einen wichtigen Beitrag zur Diversifizierung der nachhaltigen Energieversorgung und zur Reduzierung von Kohlenstoffemissionen.

Biomasseenergie

Die aus Biomasse gewonnene Energie resultiert aus der Verbrennung organischer Stoffe wie Bäume, Pflanzen, Tiere, landwirtschaftliche oder industrielle Abfälle und städtische Abfälle. Ein Beispiel aus dieser Kategorie ist das Holz, das trotz seiner Erschöpfungsfähigkeit als erneuerbare Ressource aufgrund der Möglichkeit, Bäume nachpflanzen zu können, betrachtet wird. Aufgrund strenger ökologischer und ökologisch orientierter Regulierungen ist der Einsatz von Biomasse zur Energieerzeugung heute hauptsächlich auf landwirtschaftliche Nebenprodukte und nicht mehr auf exklusive Anbauprodukte beschränkt. Dennoch stellen Biomassen einen wertvollen Beitrag zur Umstellung auf nachhaltigere Energiequellen dar und tragen zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen bei.

Wasserkraft

Die Wasserkraft ist eine der ältesten Formen der erneuerbaren Energieerzeugung. Sie nutzt die kinetische Energie, die durch die Strömung des Wassers entsteht, und wandelt sie in Elektrizität um. Dieser Prozess erfolgt in Wasserkraftwerken, die mit Speicheranlagen, einschließlich Staudämmen, ausgestattet sind.

Meeresenergie

Die Meeresenergie nutzt die Bewegung von Meeresströmungen, Gezeiten und Meereswellen, um elektrische Energie zu erzeugen. Der Betrieb dieser Energiequelle ähnelt dem der Windenergie, da Turbinen oder Rotoren eingesetzt werden, die durch die Bewegung des Wassers in Bewegung versetzt werden und mechanische Energie erzeugen, die dann in elektrische Energie umgewandelt wird. Darüber hinaus haben die Ozeane die Fähigkeit, aufgrund der Sonneneinstrahlung thermische Energie zu erzeugen, die das Wasser erwärmt.

Erneuerbare Energien: Vorteile und Nachteile

Die Verwendung erneuerbarer Energien bringt zahlreiche Vorteile mit sich, die deutlich aufzeigen, warum diese Energieformen immer wichtiger werden.

Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:

  • Keine umweltschädlichen Emissionen: Erneuerbare Energien erzeugen im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen keine umweltschädlichen Emissionen oder Treibhausgase, die zum Klimawandel beitragen;
  • Unerschöpflichkeit und kontinuierliche Verfügbarkeit: Erneuerbare Energien stehen in der Zukunft kontinuierlich zur Verfügung und gewährleisten eine kontinuierliche Energieversorgung;
  • Kein Entsorgungsproblem: Im Gegensatz zu nicht erneuerbaren Energiequellen, die radioaktive oder giftige Abfälle erzeugen, sind erneuerbare Energien nicht mit dem Problem der Entsorgung gefährlicher Abfälle verbunden;
  • Wirtschaftliche Vorteile: Investitionen in diese Technologien können langfristig erhebliche Einsparungen bei den Energiekosten bringen;
  • Energieeffizienz: Verschiedene erneuerbare Energiequellen können synergistisch kombiniert und integriert werden, um die Gesamtenergieeffizienz zu steigern.

Es ist jedoch wichtig anzuerkennen, dass es auch einige Nachteile bei der Verwendung erneuerbarer Energiequellen gibt, darunter:

  • Platzanforderungen: Einige Anlagen, wie großflächige Photovoltaikanlagen, erfordern eine erhebliche Bodenfläche;
  • Anfangskosten und Wartung: Erneuerbare Energieanlagen erfordern erhebliche anfängliche Investitionen für Installation und Wartung;
  • Umweltauswirkungen: Einige erneuerbare Energieprojekte, wie Staudämme, können natürliche Lebensräume verändern und die lokale Tierwelt beeinflussen;
  • Umschulung: Der Übergang zu erneuerbaren Energiequellen erfordert eine Umschulung der Fähigkeiten der Beschäftigten im Energiesektor.

Erneuerbare und nicht erneuerbare Energien: Unterschiede

Im Gegensatz zu erneuerbaren Energien sind nicht erneuerbare Energiequellen erschöpfbar, was bedeutet, dass ihre Verwendung zu einer schrittweisen Erschöpfung der verfügbaren natürlichen Ressourcen führt. Zum Beispiel erfordert die Verwendung von Öl, Erdgas und Kohle zur Beheizung oder zur Stromerzeugung die Förderung von Rohstoffen und führt zur allmählichen Erschöpfung der verfügbaren Vorräte.

Ein wesentlicher Aspekt ist die Umweltauswirkung. Während erneuerbare Energien nur geringe Treibhausgasemissionen erzeugen und nur geringe Auswirkungen auf die natürlichen Ökosysteme haben, erzeugen nicht erneuerbare Energiequellen, insbesondere fossile Energiequellen, erhebliche Treibhausgasemissionen und verursachen eine erhebliche Verschmutzung der Luft, des Bodens und des Wassers. Die Förderung, die Produktion und der Transport dieser Ressourcen tragen zur Umweltverschmutzung bei.

Die Hauptquellen nicht erneuerbarer Energie umfassen:

  • Öl;
  • Erdgas;
  • Kohle.
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