In dieser Facharbeit wird über die Möglichkeit eines Aufwindkraftwerkes in Nordrhein-Westfalen für dessen Energieversorgung diskutiert. Seit den 1950er Jahren steigt der Energieverbrauch der Menschen stetig. Im Gegensatz dazu verschwinden die Ressourcen der erschöpflichen Energiequellen – dieser gehören z. B. fossile Energieträger – woraus die Energie in Deutschland im Jahr 2018 zu 59,6% stammte. Das heißt, dass die Energiereserven von 59,6% unserer primären Energieträger – diese sind direkt zur Energiegewinnung geeignete Energieträger – wie z. B. Kohle, Erdgas oder Erdöl – diese sind auch als fossile Energieträger bekannt, graduell verschwinden, solange der Konsum dessen nicht minimiert wird. Bei gleichbleibendem Energiebedarf und gleichbleibender Nutzung, reiche die bekannten Welt-Energiereserven an Erdöl und Erdgas circa 50 und an Kohle circa 130 Jahre.
Es lässt sich konstatieren, dass der Anteil erneuerbarer Energien an der Nettostromerzeugung einen Zuwachs aufweisen muss, beziehungsweise dass eine neue Energiequelle für Deutschlands Energieversorgung nötig ist, um den Bedarf an Energie abzudecken. Dies kann durch Photovoltaik-Anlagen auf dem Dach oder auch durch den Bau eines Aufwindkraftwerkes auf dem Land geschehen, wenn die Voraussetzungen erfüllt werden.
INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
TABELLENVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG
2. DAS AUFWINDKRAFTWERK
2.1. PHYSIKALISCHE UND TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN DES AUFWINDKRAFTWERKES
2.1.1. DER KOLLEKTOR
2.1.2. DIE KAMINROHRE
2.1.3. DIE TURBINEN
2.2. ZWISCHENRESUMEE
3. AUFWINDKRAFTWERKSSTANDORT NORDRHEIN-WESTFALEN
3.1. STANDORTSRECHERCHE
3.2. AUFWINDKRAFTWERK IN HEINSBERG
3.2.1. PROJEKTENTWURF
4. FAZIT
5. LITERATURVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Abbildung 1: Entwicklung des Weltenergieverbrauchs im Industriezeitalter
Abbildung 2: Anteil erneuerbarer Energien an der Nettostromerzeugung
Abbildung 3: Funktionsprinzip eines Aufwindkraftwerks
Abbildung 4: Kaminfub: Turbinenmit Vertikal- und Horizontalachsen
Abbildung 5: RAumliche Verteilung der Globalstrahlungssumme im Jahresmittel fUr Nordrhein-Westfalen
Abbildung 6: Temperaturverlauf fUr Heinsberg
TABELLENVERZEICHNIS
Tabelle 1: Klimatabelle Heinsberg
1. EINLEITUNG
Die Geschichte der Stromversorgung sei in Deutschland auf das 19. Jahrhundert zuruckzufuhren:,,[.. ,]im Jahre 1882 [wurde] die erste deutsche Blockstation in Stuttgart in Betrieb genommen [...], die Energie bis zu 30 Gluhbirnen erzeugte.“1 2 3 Nach zwei Jahren sei das erste offentliche Elektrizitatsunternehmen mit der AG Stadtische Elektrizitatswerke (Bewag) in Berlin gegrundet, welches im Jahr 1885 ein Kraftwerk betrieb, das den Umkreis von 800 Metern mit Strom versorgen kdnnte.|:|
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 1: Entwicklung des Weltenergieverbrauchs im Industriezeitalter (von I860 bis 20!0(3^
Seit den 1950er Jahren steigt der Energieverbrauch der Menschen stetig (siehe Abb. 1). Im Gegensatz dazu verschwinden die Ressourcen der erschopflichen Energiequellen - dieser gehoren z. B. fossile Energietrager4 - woraus die Energie in Deutschland im Jahr 2018 zu 59,6% stammte (siehe Abb. 2). Das heibt, dass die Energiereserven von 59,6% unserer primaren Energietragem - diese sind direkt zur Energiegewinnung geeignete
Energietrager5 6 - wie z. B. Kohle, Erdgas oder Erdol - diese sind auch als fossile Energietrager bekannt, graduell verschwinden, solange der Konsum dessen nicht minimiert wird. Bei gleichbleibendem Energiebedarf und gleichbleibender Nutzung, reiche die bekannten Welt-Energiereserven an Erdol und Erdgas circa 50 und an Kohle circa 130 .lalireJ[1]'’[1]
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 2:Anteil erneuerbarer Energien an der Nettostromerzeugung 20187
Aus diesen lasst es sich konstatieren, dass der Anted erneuerbarer Energien an der Nettostromerzeugung einen Zuwachs aufweisen muss, bzw. dass eine neue Energiequelle fur Deutschlands Energieversorgung notig ist, um den Bedarf an Energie abzudecken. Dies kann durch Photovoltaik-Anlagen auf dem Dach oder auch durch den Bau eines Aufwindkraftwerkes auf dem Land geschehen, wenn die Voraussetzungen erfullt werden.
Im Folgenden wird uber die Moglichkeit eines Aufwindkraftwerkes in Nordrhein-Westfalen fur dessen Energieversorgung diskutiert.
2. DASAUFWINDKRAFTWERK
Das Aufwindkraftwerk ist ein solares GroBkraftwerk, das „die in der Luftstromung enthaltene Energie [...] in mechanische und uber Generatoren in elektrische Energie [umwandelt]“.8 Das Aufwindkraftwerkskomplex besteht hauptsachlich aus drei Bestandteilen: dem Kollektor, der Kaminrohre und den Turbinen. Zusatzlich konnen unter dem Kollektordach angerichtete Wasserschlauche dazu beitragen, dass die Warmeenergie tagsuber resorbiert und am Abend wieder absorbiert wird, sodass ein kontinuierlicher 24- Stunden-Betrieb erzieltwerden kann.9
2.1. PHYSIKALISCHE UND TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN DES AUFWINDKRAFTWERKES
2.1.1. Der Kollektor
Das Aufwindkraftwerk weist eine triviale Funktionsweise auf. ,,Unter einem flachen kreisformigen, am Umfang offenen Glasdach, das zusammen mit dem naturlichen Boden darunter einen Warmluftkollektor bildet, wird Luft durch die Sonnenstrahlung erwarmt.“10 Diese, die unter dem Kollektordach graduell erwarmte Luft, bewegt sich in Richtung der Kaminrohre (siehe Abb. 3) - diese Zirkulation lasse sich dadurch erklaren, dass warme Luft eine geringere Dichte besitzt als kalte, und es angestrebt wird, dass diese Luftdruckdifferenz ausgeglichen wird.11 Hierbei ist ein Peripherie-Zentrum-Gradient der Temperatur erkennbar.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
berechnet werden. Dabei stelle a den effektiven Absorptionskoeffizienten des Kollektors; ft eine Konstante, die den Verlustbeiwert (in W/m[2]K), der die Emissions- und Konvektionsverluste beinhaltet; AT die Temperaturdifferenz zwischen Kollektorein- und - austritt und G die solare Strahlungsleistung dar.12
[...]
1 Vgl. https://www.stromversorger-energieversorger.de/energieversorgung-geschichte.php.
2 Ebenda.
3 Vgl. https://www.oekosystem-erde.de/html/energiegeschichte.html.
4 Brinkmann: Einfuhrung in die elektrische Energiewirtschaft, S. 12.
5 Siemens Stiftung: Energietrager im Uberblick.
6 Vgl. https://de.wikipedia.org/wiki/Fossile_Energie.
7 Vgl. https://de.statista.com/infografik/16512/anteil-der-emeuerbaren-energien-an-der-nettostromerzeugung- in-deutschland/.
8 Weinrebe und Solar: Das Aufwindkraftwerk - Funktionsweise und aktueller Stand, S. 202.
9 Weinrebe und Solar: Das Aufwindkraftwerk - Funktionsweise und aktueller Stand, S. 202.
10 Schlaich: Das Aufwindkraftwerk: Strom aus der Sonne einfach - erschwinglich-unerschopflich, S. 12.
11 Vgl. http://www.gerd-pfeffer.de/atm_luftbewegg.html.
12 Schlaich: Das Aufwindkraftwerk: Stromaus der Sonne einfach -erschwinglich-unerschopflich, S. 52.
- Quote paper
- Anonymous,, 2022, Möglichkeit eines Aufwindkraftwerkes in Nordrhein-Westfalen, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/1215067
