Erstellt von Marcus Rönz | 25.11.2022
Springe zum gewünschten Bereich innerhalb dieser Seite: StartInhaltsverzeichnisähnliche ThemenKommentare Die vier Elemente: Luft, Wasser, Erde, Feuer - in jedem Bereich stecken erneuerbare Energien. Man muss diese nur finden.
Inhaltsverzeichnis:
- Wasserkraft: Gezeiten, Flüsse, Staubecken
- Sonnenenergie: Stromerzeugung und Wärme
- Erde: Magnetfelder, Potential, Erdwärme/Geothermie
- Luft: Windenergie
Wasserkraft: Gezeiten, Flüsse, Staubecken
Wasser selbst hat eine hohe Energie. Wir nutzen jedoch nur eher die Masse und Pegelunterschiede.Gezeiten-Kraftwerk:
Die Gezeiten sind durch die Drehung der Erde und der Anziehungskräfte des Mondes abhängig. So zumindest, behauptet die Wissenschaft. Warum das nur in einigen Gewässern so ist? Z.b. in unserer Nordsee, nicht aber der danebenliegende Ostsee?In jedem Fall nutzt das Gezeitenkraftwerk den Pegelunterschied zwischen Ebbe und Flut. Es wird dafür eine Art Staubecken gebaut, die das Wasser über Generatoren ein- (Flut) bzw. ausströmen (Ebbe) lässt.
Die Energie davon ist beachtlich, denn der Meeresspiegel steigt und fällt um einige Meter. Ebenso ist die Energie berechenbar, recht unabhängig zwischen Tag und Nacht, sowie Sommer und Winter.
Gleich in unserer Nähe findest du ein Gezeitenkraftwerk. Das Swansea Bay in Wales (Vereinigtes Königreich). Link zur Wikipedia (Swansea Bay).
Privat werden wir diese Energiequelle wohl nicht nutzen können und daher vertiefen wir dieses Thema hier auch nicht.
Flüsse:
Fließende Gewässer wurden schon immer gern genutzt. Die meisten Städte wurden an Flüssen gebaut, um Dinge zu transportieren oder die Kraft anderweitig zu nutzen (bspw.: Wassermühle).Flüsse sind abhängig von Jahreszeiten und Wetter. Privat kann man diese Energie auch nutzen, zumindest dann, wenn ein Bach durchs Grundstück fließt. Bei größeren Flüssen wirst du diese Kraft nicht nutzen können da diese meist der Gemeinde bzw. dem Bundesland gehören.
Kleinere Bäche im eigenen Grundstück können aber mechanisch genutzt werden. Auch wäre ein eigenes kleines Staugewässer machbar. Das Wasser selbst würde ich jedoch nicht zum gießen oder gar trinken nutzen. Oftmals ist es mit Medikamente, Quecksilber und anderen Dingen aus Privathaushalten oder Landwirtschaft belastet. Ein Thema zum Bachlauf anlegen gibt es hier bereits.
Wasserenergie nutzen:
Mithilfe eines simplen Wasserrades kann die Energie mechanisch genutzt werden. Mithilfe eines Generators kann elektrische Energie erzeugt werden. Die Technik ist hier ähnlich der Windkraft.
Weiterhin kann ein Bach angestaut und je nach Energiebedarf, über eine Turbine, abgelassen werden. Dies im nächsten Abschnitt genauer.
Staubecken:
Staubecken sind oft auch Trinkwasserreservoirs. Bei Energiebedarf wird das Wasser abgelassen und fließt durch eine Turbine, welche dann Strom erzeugt. Größere Becken sind nur in den wenigsten Fällen abhängig von der Jahreszeit. Bei längere Trockenperioden oder sehr tiefen Temperaturen kann ein Stauwasserkraftwerk jedoch nicht mehr genutzt werden.Manche Industrieanlagen besitzen mehrere Becken. Eine hohe Netzlast durch Sonne oder viel Wind kann dazu genutzt werden, Wasser vom unteren Becken wieder in das obere zu pumpen. Bei Energiebedarf wird wieder abgelassen und die Turbinen erzeugen Strom.
Diese Energie kann man selbst wohl eher weniger nutzen und im kleinen ist diese nicht wirklich rentabel. Fließt ein Bach durchs Grundstück, kann ein Staubecken jedoch auch rentabel zur Stromgewinnung genutzt werden.
Ein sehr interessantes Kleinstprojekt habe ich jedoch mit der Wassertonnen-Methode bereits gesehen. Bei Sonne wird mit Solarstrom von den unteren Regentonnen in die oberen gepumpt. In der Nacht bzw. bei Energiebedarf läuft das Wasser, hier wird ein Generator dabei angetrieben, wieder in die unteren Regentonnen.
Im Grunde das gleiche Konzept wie ein Stauwasserkraftwerk mit mehreren Kammern.
Ob sich das im kleinen jedoch rentiert, wage ich zu bezweifeln.
Sonnenenergie: Stromerzeugung und Wärme
Die Sonnenenergie wird von den meisten Grundstücksbesitzern als bevorzugte Möglichkeit der Energiegewinnung betrachtet. Um diese Energiequelle gibt es eine rießige Industrie die mit Sonnenkollektoren, Solarmodulen und Stromspeicher um neue Kunden wirbt. Die Technik wird hier immer günstiger und es gibt fertige Systeme die von handwerklich begabten auch ohne Fachfirma verbaut werden können. Auf meiner Seite gibt es dazu etliche Themen.Bei der Sonnenenergie gibt es jedoch einige Beeinträchtigung bei der Nutzbarkeit. Die Sonne scheint nur am Tag. Gibt es hohe Wolkenbildung, ist die Energie der Sonne kaum noch nutzbar. Außerdem ist das ganze standortabhängig. Verdecken andere Häuser, Baume oder Berge die Solarmodule oder Sonnenkollektoren, arbeiten diese Systeme eher nicht rentabel.
Sonnenenergie zur Stromerzeugung
Um Strom zu erzeugen, benötigst du Solarmodule. Ein Zwischenspeicher ist teuer, jedoch kann dann auch in der Nacht Energie der Solaranlage genutzt werden. Hier machen wir einen kurzen Cut und ich verweise auf die Kategorie Erneuerbare Energien, sowie auf die Themensammlung Solaranlage selber bauen.Sonnenenergie für Warmwasser
Schwarze Gegenstände werden von der Sonne schneller erwärmt. Dies machen sich Sonnenkollektoren zunutze. Durch diese Module fließt Wasser (Luft auch möglich), welches durch die heißen Kollektoren erhitzt wird. Dieses System ist vor allem in der Übergangsphase zwischen Sommer und Winter bzw. Winter und Sommer recht effektiv. Die Anschaffungskosten sind jedoch hoch und neben den Sonnenkollektoren selbst wird eine Pumpe, Strom und lange Wasserleitungen benötigt.Wie auch bei der Stromerzeugung mit Solarmodulen ist das ganze System Wetterabhängig und auch tageszeitenabhängig. In der Nacht wird kein Warmwasser durch die Kollektoren erzeugt und bedeckt Schnee die Kollektoren, kann keine Wärme umgewandelt werden.
Erde: Magnetfelder, Potential, Erdwärme/Geothermie
Im Boden steckt viel Energie. Diesen Spruch haben wir doch alle schoneinmal gehört. Fakt ist, dass in den tiefen der Erde gleichbleibende Wärme steckt. Diese ist unabhängig von Tages- oder Jahreszeit.Einen schönen Artikel zum Thema habe ich dazu im Netz gefunden: Die Lösung steckt im Boden (Link zu: helmholtz.de).
Erdwärme / Geothermie:
Zur Erzeugung von Warmwasser über Geothermie wird ein Loch in die Erde gebohrt. Oftmals 50m und tiefer. Denn da unten gibt es vor allem eins: extrem hohe Temperaturen. Führt man nun ein Wasserrohr nach unten, kann das Wasser in dieser Leitung sich aufheizen und kommt oben einige Grad wärmer wieder an. Dafür ist eine aufwändige und teure Bohrung, lange Wasserleitung und eine Pumpe notwendig. In der Summe selbst ist diese Energie unerschöpflich und unabhängig von der Tageszeit oder auch Jahreszeit.Die Tiefenbohrungen sind auch mit Risiken verbunden, da verschiedene Erdschichten durchbohrt werden, Wasser in einer Schicht in die nächste fließen kann und oft auch so viel Druck unter der Erde ist, das Bereits Dörfer und Städte durch den Wasserdruck geflutet wurden.
Erneuerbare Energien
Erneuerbare Energien - hier als isometrische Darstellung mit Erdwärme Kollektor, Tiefenbohrung, Solarmodulen und Windrädern
Erdkollektor: Flächenkollektor für Warmwasser
Als Vorwärmung des Kaltwassers.
Erdmagnetfeld - Unser Schutz und Antriebsmotor
Unsere Erde wird von Magnetfeld umhüllt und soll vor den Gefahren aus dem All schützen. Fakt ist, es ist ein Strahlenschutz. Aber es geht weiter - unser menschlicher Körper selbst wie eine Batterie und für alle körpereigenen Ereignisse wird Strom benötigt. Ich denke, dass unser Magnetfeld der Erde wie ein Indukator auf uns wirkt. Kommen wir aber zu den Fakten und versuchen diese Energiequelle zu nutzen, stoßen wir hier und da auf Versuche, welche anscheinend nicht gut funktionieren. Das Feld ist einfach sehr schwach und der Gedanke "Erddynamo" damit eigentlich nicht erforschenswert. Zudem ist das Erdmagnetfeld statisch, es müsste sich umpolen, damit vielleicht Energie davon genutzt werden können.Mein Gedankengang: Die Erdachse ist leicht verschoben zum Magnetfeld. In einem kleinen Versuchsaufbau könnte man damit Strom erzeugen, nicht aber bei der gewaltigen Größe unserer Erde.
Da ich mich mit dem Thema schon vor längerem beschäftigt habe, nachfolgend ein Beispielbild. Es zeigt, dass es physikalisch möglich wäre - praktisch wohl eher nicht.
Erdmagnetfeld, Energie und Erdrotation
Nicht Maßstabsgerecht und nur ein Beispiel zur Veranschaulichung - nicht wissenschaftlich exakt.
Luft: Windenergie
Man kennt sie, die großen Windräder die das Landschaftsbild in Deutschland zu prägen scheinen. Groß, Megawatt, laut, teuer, unschön. Aber privat können wir das im kleinen selbst sehr gut nutzen und das muss nicht das Landschaftsbild zerstören oder laut sein.In einem Artikel habe ich mich bereits mit der Windenergie beschäftigt und das Fazit war, dass es sich perfekt mit Solarstrom kombinieren lässt. Diese beiden tragen meiner Meinung nach perfekt zum Autarkiegrad bei und jeder sollte es sich einmal genauer anschauen.
Wind gegen Sonne - und ein perfektes Zusammenspiel
Windenergie nutzen:
Hier gibt es nur eine Möglichkeit. Ein Windrad. Verschiedene Bauformen dazu gibt es und auch ich habe bereits eins gebaut, welches allerdings noch nicht im Testlauf ist.Die normalen 3-flügligen Windräder, wie die, die unsere Landschaft zieren, nutzen nur einen kleinen Teil des Windes. Das zeigen bereits die Flügel. Im großen ist das auch am effektivsten. Im kleinen Stil, also für uns privat, sind diese Baukonzepte einfach ineffektiv. Das zumindest bestätigen auch meine Versuche. Meines Erachtens gibt es nur das vertikale Windrad. Auch als Savonius Windrad bekannt. Auch hier variieren die Bauformen und meinen persönlichen Favorit habe ich mir ausgesucht und gebaut. Sobald die Generatoransteuerung fertig ist, präsentiere ich es auf Wohnen-Heimwerken.de als Artikel. Speichere dir also meine Webseite!
Mein Konzept und Bauplan des vertikalen Windrades:
Vertikales Windrad Konstruktionszeichnung
Konstruktionszeichnung des Windrades. Egal aus welcher Richtung der Wind kommt, durch die Flügel (blau) wird die Drehrichtung des Rotos (rot) vorgegeben.