Grundinformationen zum Thema Energie und Klimaschutz - Teil 1

Grundinformationen zum Thema Energie und Klimaschutz - Teil 1

W. Kirchensteiner, Bildungszentrum für Solartechnik

der LH München

Die Problematik der Energiesituation heute!Die Problematik der Energiesituation heute!

80 % der Energie wird von den Industrienationen

beansprucht! Sie haben 20 % Anteil an der

Weltbevölkerung!

Im Jahre 2006 lag der Weltenergieverbrauch bei 20 Mrd. Tonnen SKE! Wie lange wäre ein Güterzug, der diese Energiemenge aus Kohlenstoff trägt??

(Annahme: Ein Waggon trägt bei 10 Metern Länge 10 Tonnen Last)

Fossile Energien für 90% des Welt-

energiebedarfs

Die Veränderungen durch die IndustrialisierungDie Veränderungen durch die Industrialisierung

Die Regierungen planen CO2-Reduzierungen!

Die Regierungen planen CO2-Reduzierungen!

Das Kyotoprotokoll trat am 16.02.05 in Kraft (bis 2013):

•Bis 2012 sollen die Treibhaus-gase um 5,2 % gegenüber 1990 verringert werden!•Die USA, China, Indien, Australien, Brasilien machen nicht mit!•Um den Temperaturanstieg des Weltklimas bis 2050 auf 2 °C zu begrenzen, müsste das Reduktionsziel 50 % sein!•Deutschland möchte den CO2-Ausstoß bis 2020 um 40 % reduzieren!

Können wir die Klimakatastrophe noch vermeiden?Können wir die Klimakatastrophe noch vermeiden?•Treibhausgase führen zur Erwärmung der Erde!•Die Atmosphäre lagert dadurch immer mehr Sonnenenergie ein. •Dadurch führen Stürme und Gewitter mehr Energie!• Warme Luft trägt mehr Wasser-Dampf-Mengen.• Dies führt zu massiven Regenfällen mit Überschwemmungen.•Andere Gebiete der Erde trocknen aus – Wüstenge-biete breiten sich aus!

Nur durch sparsamen Umgang mit Energie und durch Nutzung Erneuerbarer Energienkönnen wir die Klima-katastrophe vermeiden!

Dürfen wir im Energiebereich so weiter machen?Dürfen wir im Energiebereich so weiter machen?

Ölkrise!

Energie-kosten!

Abhängig-keit!

Arbeits-plätze!

Atomkraft!

Klimakata-strophe!

Neue Wege suchen!

Weltweite Energiemengen mit dem Energiewürfel bewerten!Weltweite Energiemengen mit dem Energiewürfel bewerten!

Weltenergie-bedarf2006

Jährliche solare Einstrahlungsenergie

= Gesamtwürfel

Gesamtenergie-vorrat Kohle

Gesamtenergie-vorrat Erdöl

Energievorrat Erdgas

Energievorrat Kernbrennstoff

Die Energiewerte bewußt machen und miteinander vergleichen!

Die Energiewerte bewußt machen und miteinander vergleichen!

Die Sonne strahlt mit einer gigantischen Leistung

von 3,85 x 1026 W kugelförmig in das Weltall!

Davon kommen nach 150 Mio km noch

175 x 1015 W auf der Erde an (= 1370 W/m²).

Über ein Jahr sind dies 8760 Stunden und somit

1,5 x 1018 kWh Energieeinstrahlung.

Dies ist etwa das 10.000-fache des gegenwärtigen

Gesamtenergieeinsatzes der Erde von ca. 18 Mrd.

Tonnen SKE (1,5 x 1014 kWh).

Die Energiewerte bewusst machen und miteinander vergleichen!

Die Energiewerte bewusst machen und miteinander vergleichen!

Verglichen mit dieser jährlichen solaren Einstrahlung nehmen sich die mit heutiger Technologie noch förderbaren Reserven der nicht erneuerbaren Energieträger geradezu verschwindend gering aus:

bei Kohle ca. 6 x 1015 kWh bei Erdöl ca. 1,5 x 1015 kWh bei Erdgas ca. 1,3 x 1015 kWh bei Uran ca. 0,5 x 1015 kWh Die jährliche Einstrahlungsenergie der Sonne auf

die Erde ist 150 x so groß wie alle Energievorräte!

Die Gesamtvorräte der Erde an fossilen und atomaren Energieträgern betragen ca. 1016 kWh!

Direkte SonnenenergienutzungDirekte Sonnenenergienutzung

Wärmeerzeugung

StromerzeugungStrom

Edelenergie „Strom“Netzeinspeisung, Wasserpumpen, Verkehrssignale, Parkuhren, usw.

Edelenergie „Strom“Netzeinspeisung, Wasserpumpen, Verkehrssignale, Parkuhren, usw.

Sole

Niedertemperaturpro-zesse wie Warm-wasserbereitung, HeizungsunterstützungPflanzentrocknung, …

Niedertemperaturpro-zesse wie Warm-wasserbereitung, HeizungsunterstützungPflanzentrocknung, …

Dampf

Hochtemperatur-Systeme für die Stromerzeugung, Industrieprozesse, Wasserstoffbildung, usw.

Hochtemperatur-Systeme für die Stromerzeugung, Industrieprozesse, Wasserstoffbildung, usw.

Parabolspiegel

Solarkollektor

Solarzelle

Sonnen-Energieverteilung auf der Erde! und in Deutschland! Sonnen-Energieverteilung auf der Erde! und in Deutschland!

Sonnenenergie-verteilung

in Deutschland

Im Durchschnitt 1000 kWh/m² 1000 kWh/m²

x ax a

Sonnenenergie-verteilung

in Deutschland

Im Durchschnitt 1000 kWh/m² 1000 kWh/m²

x ax a

Sonnenenergieeinstrahlung in EuropaSonnenenergieeinstrahlung in Europa

Internet: www.pvgis

Einstrahlungswerte in BulgarienEinstrahlungswerte in Bulgarien

Yearly global irradiation (kWh/m2)

horizontal vertical optimal

minimum 1223 861 1351

average 1307 964 1467

maximum 1385 1054 1573

Yearly PV power (kWh/1kWp)

horizontal vertical optimal

minimum 898 588 971

average 973 724 1086

maximum 1046 809 1190

Strahlungsdiagramm und Energieernte nach Azimut- und Elevationswinkel

Strahlungsdiagramm und Energieernte nach Azimut- und Elevationswinkel

Afrikanische Weisheit als Ratschlag!Afrikanische Weisheit als Ratschlag!