|
Energie - 3.Version - Referat
– Energie –
Inhaltsverzeichnis:
• Energieerhaltungssatz
• Beispiele für die versch. Energietypen
• Einführung in Elektrische Energie
• Rohstoffe für Elektrokraftwerke
• Kraftwerke im Einzelnen: Funktionsweise, Vor- und Nachteile
• Alternative Kraftwerke
• Perpetuum Mobile
Energieerhaltungssatz:
„Die Summe der gesamten Energie bleibt in einem abgeschlossenen System stets gleich.“
Energie
Energien sind der Ursprung von allem und sind überall. Man schrieb die wichtigste Eigenschaft von Energie in dem Energieerhaltungssatz nieder:
„Die Summe der gesamten Energie bleibt in einem abgeschlossenen System stets gleich.“
Wie gesagt, Energieformen sind der Ursprung von allem.
Kein Computer ohne Energie, kein Licht ohne Energie, nicht mal eine einzige Bewegung ohne Energie.
Ohne die mechanischen Energieformen, zuständig für z.B.: „Bewegung“ könnte ein steinzeitlicher Jäger nicht auf die Jagd gehen. Ohne die Lichtenergie würde er seine Beute auch nicht sehen können. Und die Wärmeenergie des Feuers, welches man auch durch mechanische Energie herbeirief, half den Menschen die Eiszeit zu überleben. Außerdem gibt es noch die chemische Energie, die im Holz gespeichert ist, ohne das das Feuer wieder ausgehen würde.
Doch über die Jahrhunderte hinweg hat sich keine einzige seit ihrer Entdeckung so hervorgehoben, wie der elektrische Strom – weil er der „benutzer-freundlichste“ ist.
Deswegen werde ich euch heute vor allem über die elektrische Energie berichten.
Strom kann man am einfachsten, am besten, am günstigsten, mit minimalen Verlusten und fast zeitgleich zur Erzeugung zum Kunden bringen, durch Leitungen und Kabel zum Endgerät.
Aber um Strom nutzen zu können, muss man Strom produzieren – und das verrichten Kraftwerke für uns.
Die meisten Kraftwerke können nur funktionieren, wenn sie mit einem Generator ausgestattet sind, der aus mechanischer Energie elektrische gewinnt („generare“ aus dem Lateinischen: gebären).
Erklärung: Prinzip des Generators (Bild zeigen!)
Durch: elektromagnetische Induktion
Ein gutes Beispiel für einen Generator ist der Fahrraddynamo.
Die Arbeiter können aber nicht die ganze Zeit dort Fahrrad fahren, sondern die Kraftwerke verbrauchen, dem ersten Energieerhaltungssatz zufolge, Rohstoffe, die man dann in elektrische Energie verarbeitet.
In Frage kommen Energiespeicher wie Torf, Kohle, Erdgas und Öl, sogenannte „fossile Energieträger“, sowie radioaktive Stoffe wie Uran und Plutonium. Die fossilen und die radioaktiven Rohstoffe stehen nur begrenzt zur Verfügung das heißt, der Vorrat ist nach einer bestimmten Zeit erschöpft. Wasser, Licht und Wind aber sind unerschöpflich, sie werden „regenerative Energieträger“ genannt.
Zurück zu den Kraftwerken.
Die drei am meisten genutzten Stromproduzenten sind Kohlekraftwerke, Kernkraftwerke und Wasserkraftwerke.
Das Wasserkraftwerk stellt Strom her, indem man an einen bergab fließenden Fluss eine Turbine mit einem Generator baut.
Folglich dreht der Strom die Turbine und der Generator erzeugt Elektrizität.
+ Der Vorteil dabei ist, dass man regenerative Energiespeicher nutzt, die nicht verschwendet werden und
+ es gibt kein umweltbelastendes Abgas.
- Aber einige Punkte sprechen gegen diese Art von Kraftwerken: sie sind nämlich eine lokale Naturkatastrophe. Denn welcher Fisch wird schon in der Nähe eines lebensfeindlichen, lauten und gefährlichen Betonklotzes leben, ganz zu schweigen laichen wollen?
- Auch kann man dieses Kraftwerk nur in der Nähe von Flüssen bauen. (abhängig von geographischer Lage)
Das Kohlekraftwerk: Man verbrennt Kohle. Dabei wird Wasser erwärmt, dadurch entsteht Dampf, welcher unter hohem Druck eine Turbine dreht, die mit einem Generator verbunden ist. Der Dampf wird gekühlt, kondensiert zu Wasser und der Wasserkreislauf fängt von vorne an.
+ Der Vorteil solcher Kraftwerke ist, dass Kohle relativ oft in der Erde vertreten ist,
+ es stellt deutlich mehr Strom her als das Wasserkraftwerk und
+ unterhält viele Arbeitstellen.
- Doch das Kohlekraftwerk ist sehr umweltbelastend,
- hat einen hohen Verbrauch und
- Kohleabbau ist schwierig und teuer.
Das letzte und fortschrittlichste Kraftwerk der drei ist das Kernkraftwerk. Durch Kernspaltung setzt sich eine große Menge Wärmeenergie frei. Diese verdampft Wasser, das als Dampf durch eine Turbine läuft und diese dreht. Danach wird es mit Kühlwasser abgekühlt.
+ Vorteile: Extrem hoher Energieertrag und
+ keine CO2 Abgase.
- Doch durch eventuelle Risse in der Reaktorwand können Strahlen austreten.
- Das KKW wird bei techn. oder menschl. Versagen unkontrollierbar.  Supergau.
- Außerdem kommen Uran oder Plutonium selten auf der Erde vor, bzw. sie sind teuer zu importieren.
- Benutzte Brennstäbe und das Kühlwasser müssen auch noch entsorgt werden.
Doch egal welches man von diesen Kraftwerken benutzt, entweder
- zerstört es die Umwelt,
- stellt nicht genug Strom her,
- hat einen hohen Verbrauch,
- ist schlichtweg gefährlich
oder hat mehrere dieser negativen Eigenschaften auf einmal.
Deshalb werden alternative Stromerzeuger erfunden, wie zum Beispiel die Solarkraftwerke, Windräder oder Gezeitenkraftwerke.
Alle diese Kraftwerke benutzten regenerative Rohstoffe und verschmutzen die Umwelt nur minimal.
Das Solarkraftwerk stellt Strom her, indem Solarzellen einfallendes Licht durch eine chemische Reaktion in Strom umwandeln.
+ Es belastet die Umwelt sehr gering,
+ Und ist in sonnigen Gegenden sehr produktiv,
- stellt allerdings nicht viel Strom her,
- benötigt aber eine Menge Platz und Licht.
Das Windrad ist wie ein riesiger Dynamo, der mithilfe des Windes gedreht wird und Strom produziert.
+ Diese Windgeneratoren sind billig und
+ stellen mehr Elektrizität her als Solarzellen,
- sind aber trotzdem nicht in Menschennähe geeignet da durch die ständige Drehung der großen Speichen psychische Schäden entstehen können.
- Auch kann man diese Windkraftwerke nur in Regionen nutzen, in denen es sehr windig ist.
Schließlich, das Gezeitenkraftwerk. Dieses eher exotische Kraftwerk produziert Strom, indem eine Turbine durch einen steigenden oder sinkenden Wasserspiegel während Flut beziehungsweise Ebbe gedreht wird.
+ Es ist günstig und
+ benötigt fast keine Arbeiter
- stellt aber entsprechend wenig Strom her und es müssen gleich mehrere davon gebaut werden.
Da ihr jetzt ja so viel über Energiekraftwerke wisst, erzähle ich euch zu letzt etwas über das Perpetuum Mobile (lateinisch: die sich ewig Bewegende) oder der ewiglaufende Motor.
Schon seit der Antike versuchen Wissenschaftler einen Motor zu erfinden, der nach einmaliger Inbetriebnahme ewig läuft.
Doch der Versuch scheiterte immer wegen den vielen äußeren Einflüssen oder der Konstruktion der Geräte.
Leonardo Da Vinci hat schon gewusst, dass solche Maschinen unmöglich sind.
Der größte Gegner solcher Geräte ist die Gegenkraft „Reibung“.
Ketten und Zahnräder gehen aufgrund der Reibung kaputt oder schleifen sich ab.
Selbst wenn man einen Generator und einen Motor zusammen binden würde, würde dies nicht funktionieren.
Denn: diese beiden Komponenten benötigen Energie „für sich“, sodass jedes Mal ein bisschen Energie verloren geht und das System irgendwann stehen bleibt. Das kann Stunden, Wochen oder Jahre dauern, aber ganz sicher.
Patente für ein Perpetuum Mobile werden seit 1775 nicht mehr anerkannt.
Dass es aber physisch absolut unmöglich ist, steht seit dem 19. Jahrhundert fest.
Dennoch gibt es bis heute Menschen, die weiterhin versuchen, ein Perpetuum Mobile zu bauen. Ich persönlich wünsche ihnen allen viel Glück.
Dieses Referat wurde eingesandt vom User: thepenta
Kommentare zum Referat Energie - 3.Version:
|
