Grundinformationen zum Thema Energie und Klimaschutz - Teil 1

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1 Grundinformationen zum Thema Energie und Klimaschutz - Teil 1
W. Kirchensteiner, Bildungszentrum für Solartechnik der LH München

2 Die Problematik der Energiesituation heute!
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) 80 % der Energie wird von den Industrienationen beansprucht! Sie haben 20 % Anteil an der Weltbevölkerung! Fossile Energien für 90% des Welt-energiebedarfs

3 Die Veränderungen durch die Industrialisierung

4 Die Regierungen planen CO2-Reduzierungen!
Das Kyotoprotokoll trat am 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!

5 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 Energien können wir die Klima-katastrophe vermeiden!

6 Dürfen wir im Energiebereich so weiter machen?
Ölkrise! Energie-kosten! Abhängig-keit! Arbeits-plätze! Atomkraft! Klimakata-strophe!  Neue Wege suchen!

7 Weltweite Energiemengen mit dem Energiewürfel bewerten!
Weltenergie-bedarf2006 Jährliche solare Einstrahlungsenergie = Gesamtwürfel Gesamtenergie-vorrat Kohle Gesamtenergie-vorrat Erdöl Energievorrat Erdgas Energievorrat Kernbrennstoff

8 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 fache des gegenwärtigen Gesamtenergieeinsatzes der Erde von ca. 18 Mrd. Tonnen SKE (1,5 x 1014 kWh).

9 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 kWh!

10 Direkte Sonnenenergienutzung
Wärmeerzeugung Stromerzeugung Strom Edelenergie „Strom“ Netzeinspeisung, Wasserpumpen, Verkehrssignale, Parkuhren, usw. Sole Niedertemperaturpro-zesse wie Warm-wasserbereitung, Heizungsunterstützung Pflanzentrocknung, … Dampf Hochtemperatur-Systeme für die Stromerzeugung, Industrieprozesse, Wasserstoffbildung, usw. Parabolspiegel Solarkollektor Solarzelle

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

12 Sonnenenergie-verteilung in Deutschland Im Durchschnitt 1000 kWh/m² x a

13 Sonnenenergieeinstrahlung in Europa
Country: Bulgaria explanation Sonnenenergieeinstrahlung in Europa Internet: Optimum inclination angle of PV modules (deg.) Angle minimum 29 average 33 maximum 35

14 Einstrahlungswerte 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

15 Strahlungsdiagramm und Energieernte nach Azimut- und Elevationswinkel

16 Afrikanische Weisheit als Ratschlag!
Wende Dein Gesicht der Sonne zu, dann fallen die Schatten hinter dich!