Erneuerbare Energien und Klimaschutz: Hintergründe - Techniken - Anlagenplanung - Wirtschaftlichkeit, 2. Auflage

Buchcover......Page 1
Erneuerbare Energien und Klimaschutz, 2. Auflage......Page 3
Impressum......Page 4
Vorwort......Page 5
Vorwort zur 2. Auflage......Page 6
Inhalt......Page 7
1 Unser Hunger nach Energie......Page 13
1.1.1 Von der französischen Revolution bis ins 20. Jahrhundert......Page 14
1.1.2 Die Epoche des schwarzen Goldes......Page 17
1.1.3 Erdgas – der jüngste fossile Energieträger......Page 20
1.1.4 Atomkraft – gespaltene Energie......Page 21
1.1.5 Das Jahrhundert der fossilen Energieträger......Page 25
1.2 Energiebedarf – wer was wo wie viel verbraucht......Page 26
1.3 Die SoDa-Energie......Page 30
1.4 Energievorräte – Reichtum auf Zeit......Page 33
1.5 Das Ende der Spaltung......Page 35
1.6 Heutige Ölpreise – Politik, Angebot und Nachfrage......Page 36
2.1.1 Langsam schmilzt das Eis......Page 38
2.1.2 Naturkatastrophen kommen häufiger......Page 41
2.2.1 Der Treibhauseffekt......Page 43
2.2.2 Hauptverdächtiger Kohlendioxid......Page 44
2.2.3 Andere Übeltäter......Page 49
2.3 Aussichten und Empfehlungen – was kommt morgen?......Page 51
2.3.1 Wird es in Europa bitterkalt?......Page 53
2.4.1 Deutsche Klimapolitik......Page 56
2.4.2 Klimapolitik international......Page 58
2.5 Selbsthilfe zum Klimaschutz......Page 60
3.1 Wenig effizient – Energiever(sch)wendung heute......Page 61
3.2.1 Private Elektrizität – viel Geld verschleudert......Page 65
3.2.2 Wärme – fast ohne heizen durch den Winter......Page 68
3.2.3 Transport – mit weniger Energie weiterkommen......Page 73
3.3 Industrie und Co – schuld sind doch nur die anderen......Page 76
3.4.1 Direkt selbst verursachte Emissionen......Page 77
3.4.2 Indirekt verursachte Emissionen......Page 78
3.4.3 Gesamtemissionen......Page 81
3.5 Ökologischer Ablasshandel......Page 82
4 Kohlendioxidfreie Energieversorgung – Vision oder Utopie?......Page 85
4.1.1 Effiziente Kraftwerke – mehr Strom mit weniger Kohlendioxid......Page 86
4.1.2 Kohlendioxidsequestrierung – weg mit dem Kohlendioxid......Page 87
4.1.3 Atomkraft – strahlend sauber......Page 89
4.1.4 Kraft-Wärme-Kopplung – Brennstoff doppelt genutzt......Page 90
4.1.5 Energiesparen – mit weniger mehr erreichen......Page 91
4.2 Regenerative Energiequellen – Angebot ohne Ende......Page 93
4.3 Wege zum Klimaschutz......Page 94
4.3.1 Runter mit dem Primärenergiebedarf......Page 95
4.3.2 Stromerzeugung ganz ohne atomare und fossile Kraftwerke......Page 97
4.3.3 Dämmung und regenerative Energien zur Wärmeversorgung......Page 98
4.3.4 Effizienzsteigerung und neue Konzepte für den Verkehr......Page 99
4.4 Sichere Versorgung mit regenerativen Energien......Page 100
5 Photovoltaik – Strom aus Sand......Page 102
5.1.1 Elektronen, Löcher und Raumladungszonen......Page 103
5.1.2 Wirkungsgrad, Kennlinien und der MPP......Page 105
5.2.1 Siliziumsolarzellen – Strom aus Sand......Page 108
5.2.2 Von der Zelle zum Modul......Page 110
5.2.3 Dünnschichtsolarzellen......Page 111
5.3.1 Sonneninseln......Page 112
5.3.2 Sonne am Netz......Page 115
5.4.1 Geplant am Netz......Page 119
5.4.2 Geplante Inseln......Page 124
5.5 Ökonomie......Page 125
5.5.1 Was kostet sie denn?......Page 126
5.5.2 Förderprogramme......Page 127
5.5.3 Es geht auch ohne Mehrwertsteuer......Page 128
5.6 Ökologie......Page 130
5.7 Photovoltaikmärkte......Page 131
5.8 Ausblick und Entwicklungspotenziale......Page 132
6 Solarthermieanlagen – mollig warm mit Sonnenlicht......Page 134
6.1 Aufbau und Funktionsweise......Page 136
6.2.1 Schwimmbadabsorber......Page 138
6.2.2 Flachkollektoren......Page 139
6.2.3 Luftkollektoren......Page 140
6.2.4 Vakuum-Röhrenkollektor......Page 141
6.3.1 Warmes Wasser von der Sonne......Page 143
6.3.2 Heizen mit der Sonne......Page 147
6.3.3 Solare Siedlungen......Page 148
6.3.4 Kühlen mit der Sonne......Page 149
6.3.5 Schwimmen mit der Sonne......Page 150
6.3.6 Kochen mit der Sonne......Page 151
6.4 Planung und Auslegung......Page 152
6.4.1 Solarthermische Trinkwassererwärmung......Page 153
6.4.2 Solarthermische Heizungsunterstützung......Page 155
6.5.1 Wann rechnet sie sich denn?......Page 157
6.6 Ökologie......Page 159
6.7 Solarthermiemärkte......Page 160
6.8 Ausblick und Entwicklungspotenziale......Page 162
7 Solarkraftwerke – noch mehr Kraft aus der Sonne......Page 163
7.1 Konzentration auf die Sonne......Page 164
7.2.1 Parabolrinnenkraftwerke......Page 166
7.2.2 Solarturmkraftwerke......Page 170
7.2.3 Dish-Stirling-Kraftwerke......Page 172
7.2.4 Aufwindkraftwerke......Page 173
7.2.5 Konzentrierende Photovoltaikkraftwerke......Page 174
7.2.6 Solare Chemie......Page 175
7.3 Planung und Auslegung......Page 176
7.3.1 Konzentrierende solarthermische Kraftwerke......Page 177
7.3.2 Aufwindkraftwerke......Page 178
7.4 Ökonomie......Page 179
7.5 Ökologie......Page 180
7.6 Solarkraftwerksmärkte......Page 181
7.7 Ausblick und Entwicklungspotenziale......Page 182
8 Windkraftwerke – luftiger Strom......Page 185
8.1 Vom Winde verweht – woher der Wind kommt......Page 186
8.2 Nutzung des Windes......Page 189
8.3.1 Windlader......Page 193
8.3.2 Netzgekoppelte Windkraftanlagen......Page 195
8.3.3 Windparks......Page 198
8.3.4 Offshore-Windparks......Page 200
8.4 Planung und Auslegung......Page 203
8.5 Ökonomie......Page 205
8.6 Ökologie......Page 208
8.7 Windkraftmärkte......Page 210
8.8 Ausblick und Entwicklungspotenziale......Page 211
9 Wasserkraftwerke – nasser Strom......Page 213
9.1 Anzapfen des Wasserkreislaufs......Page 214
9.2 Wasserturbinen......Page 216
9.3.1 Laufwasserkraftwerke......Page 219
9.3.2 Speicherwasserkraftwerke......Page 221
9.3.3 Pumpspeicherkraftwerke......Page 222
9.3.5 Wellenkraftwerke......Page 224
9.3.6 Meeresströmungskraftwerke......Page 225
9.4 Planung und Auslegung......Page 226
9.5 Ökonomie......Page 228
9.6 Ökologie......Page 229
9.7 Wasserkraftmärkte......Page 230
9.8 Ausblick und Entwicklungspotenziale......Page 232
10 Geothermie – tiefgründige Energie......Page 233
10.1 Anzapfen der Erdwärme......Page 234
10.2.1 Geothermische Heizwerke......Page 238
10.2.2 Geothermische Kraftwerke......Page 239
10.2.3 Geothermische HDR-Kraftwerke......Page 241
10.3 Planung und Auslegung......Page 242
10.4 Ökonomie......Page 243
10.5 Ökologie......Page 244
10.6 Geothermiemärkte......Page 245
10.7 Ausblick und Entwicklungspotenziale......Page 246
11.1 Wärmequellen für Niedertemperaturwärme......Page 247
11.2.1 Kompressionswärmepumpen......Page 250
11.2.2 Absorptionswärmepumpen und Adsorptionswärmepumpen......Page 251
11.3 Planung und Auslegung......Page 253
11.4 Ökonomie......Page 256
11.5 Ökologie......Page 258
11.6 Wärmepumpenmärkte......Page 260
11.7 Ausblick und Entwicklungspotenziale......Page 261
12 Biomasse – Energie aus der Natur......Page 262
12.1 Entstehung und Nutzung von Biomasse......Page 263
12.2.1 Brennstoff Holz......Page 266
12.2.2 Kamine und Kaminöfen......Page 270
12.2.3 Scheitholzkessel......Page 271
12.2.4 Holzpelletsheizungen......Page 272
12.3 Biomasseheizwerke und Biomassekraftwerke......Page 274
12.4 Biotreibstoffe......Page 276
12.4.2 Biodiesel......Page 277
12.4.3 Bioethanol......Page 278
12.4.4 BtL-Kraftstoffe......Page 280
12.4.5 Biogas......Page 281
12.5.1 Scheitholzkessel......Page 282
12.5.2 Holzpelletsheizung......Page 283
12.6 Ökonomie......Page 285
12.7.1 Feste Brennstoffe......Page 287
12.7.2 Biotreibstoffe......Page 289
12.8 Biomassemärkte......Page 290
12.9 Ausblick und Entwicklungspotenziale......Page 291
13 Wasserstoffwirtschaft und Brennstoffzellen......Page 293
13.1 Energieträger Wasserstoff......Page 294
13.1.1 Herstellung von Wasserstoff......Page 295
13.1.2 Speicherung und Transport von Wasserstoff......Page 297
13.2 Hoffnungsträger Brennstoffzelle......Page 298
13.3 Ökonomie......Page 301
13.4 Ökologie......Page 302
13.5 Märkte, Ausblick und Entwicklungspotenziale......Page 303
14.1 Klimaverträglich wohnen......Page 305
14.1.1 Kohlendioxidneutrales Standardfertighaus......Page 306
14.1.2 Plusenergie-Solarhaus......Page 307
14.1.3 Plusenergiehaus-Siedlung......Page 308
14.1.4 Heizen nur mit der Sonne......Page 309
14.1.5 Null Heizkosten nach Sanierung......Page 310
14.2.1 Büros und Läden im Sonnenschiff......Page 311
14.2.3 Kohlendioxidfreie Schwermaschinenfabrik......Page 312
14.3 Klimaverträglich Auto fahren......Page 313
14.3.1 Abgasfreie Elektropower......Page 314
14.3.2 Weltumrundung im Solarmobil......Page 315
14.3.3 In dreiunddreißig Stunden quer durch Australien......Page 316
14.3.4 Game over CO2!......Page 317
14.4.1 Moderne Segelschifffahrt......Page 318
14.4.2 Solarfähre am Bodensee......Page 319
14.4.3 Höhenweltrekord mit Solarflugzeug......Page 320
14.4.4 Mit dem Solarflugzeug um die Erde......Page 321
14.4.5 Fliegen für Solarküchen......Page 322
14.5 Kohlendioxidfreier Strom für die Insel......Page 324
14.6 Alles wird gut......Page 325
A.1 Energieeinheiten und Vorsatzzeichen......Page 326
A.2 Geografische Koordinaten von Energieanlagen......Page 327
A.3 Weiterführende Informationen im Internet......Page 329
Literatur......Page 330
Register......Page 333