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Erneuerbare Energien und Klimaschutz

Hintergründe - Techniken und Planung - Ökonomie und Ökologie - Energiewende

Autor	Volker Quaschning
Verlag	Carl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr	2018
Seitenanzahl	391 Seiten
ISBN	9783446457034
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen/DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	23,99 EUR

Der Marktführer aus dem Bereich der Energie- und Umwelttechnik
Ohne Fachkenntnisse die Energiewende verstehen
Die Energiewende ist beschlossen - wie aber lässt sich unsere Energieversorgung in den nächsten 20 Jahren vollständig auf erneuerbare Energien umstellen? Auf diese und zahlreiche andere Fragestellungen zum Thema 'Erneuerbare Energien' geht das Buch detailliert ein. Es leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Klima-Debatte und behandelt die gesamte Bandbreite der erneuerbaren Energien, angefangen bei der Solarenergie über die Windkraft bis hin zur Erdwärme oder Biomasse. Neben allgemein verständlichen Beschreibungen der jeweiligen Technik, des Entwicklungsstandes und künftiger Potenziale liefert das Buch auch konkrete Anleitungen zur Planung und Umsetzung eigener regenerativer Anlagen. Hinweise auf Vorschriften und Fördermöglichkeiten geben dabei weitere Hilfestellungen. Es erläutert aber auch die Umweltverträglichkeit und das Zusammenspiel der verschiedenen Technologien sowie ihre Wirtschaftlichkeit.
Schwerpunkte:
•Energieversorung - gestern und heute
•Klimawandel und Folgen
•Energiewende in Deutschland
•Energieverschwendung und Energieeinsparung
•Photovoltaik
•Solarthermieanlagen und Solarkraftwerke
•Windkraftwerke
•Wasserkraftwerke
•Geothermie
•Wärmepumpen
•Biomasse
•Erneuerbare Gase und Brennstoffzellen
•Beispiele nachhaltiger Energieversorgung
Die Website
www.volker-quaschning.de bietet eines der größten und unabhängigen Informationsangebote zu regenerativen Energien und Klimaschutz sowie interessante Zusatzinformationen direkt zum Buch.

Prof. Dr. Volker Quaschning arbeitet seit vielen Jahren in verschiedenen Bereichen der regenerativen Energien im In- und Ausland. Heute lehrt und forscht er im Fachgebiet 'Regenerative Energiesysteme' an der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Berlin.

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort	6
Inhalt	8
1 Unser Hunger nach Energie	14
1.1 Energieversorgung – gestern und heute	15
1.1.1 Von der französischen Revolution bis ins 20. Jahrhundert	15
1.1.2 Die Epoche des schwarzen Goldes	18
1.1.3 Erdgas – der jüngste fossile Energieträger	21
1.1.4 Atomkraft – gespaltene Energie	23
1.1.5 Das Jahrhundert der fossilen Energieträger	27
1.1.6 Das erneuerbare Jahrhundert	28
1.2 Energiebedarf – wer was wo wie viel verbraucht	29
1.3 Die SoDa-Energie	33
1.4 Energievorräte – Reichtum auf Zeit	36
1.4.1 Nicht-konventionelle Vorräte – Verlängerung des Ölzeitalters	37
1.4.2 Ende in Sicht	39
1.4.3 Das Ende der Spaltung	40
1.5 Hohe Energiepreise – Schlüssel für den Klimaschutz	41
2 Klima vor dem Kollaps	44
2.1 Es ist warm geworden – Klimaveränderungen heute	44
2.1.1 Immer schneller schmilzt das Eis	44
2.1.2 Naturkatastrophen kommen häufiger	48
2.2 Schuldiger gesucht – Gründe für den Klimawandel	51
2.2.1 Der Treibhauseffekt	51
2.2.2 Hauptverdächtiger Kohlendioxid	52
2.2.3 Andere Übeltäter	57
2.3 Aussichten und Empfehlungen – was kommt morgen?	59
2.3.1 Wird es in Europa bitterkalt?	62
2.3.2 Empfehlungen für einen wirksamen Klimaschutz	64
2.4 Schwere Geburt – Politik und Klimawandel	67
2.4.1 Deutsche Klimapolitik	67
2.4.2 Klimapolitik international	68
2.5 Selbsthilfe zum Klimaschutz	70
3 Vom Energieverschwenden zum Energie- und Kohlendioxidsparen	72
3.1 Wenig effizient – Energiever(sch)wendung heute	72
3.2 Privater Energiebedarf – zu Hause leicht gespart	76
3.2.1 Private Elektrizität – viel Geld verschleudert	76
3.2.2 Wärme – fast ohne heizen durch den Winter	79
3.2.3 Transport – mit weniger Energie weiterkommen	84
3.3 Industrie und Co – schuld sind doch nur die anderen	87
3.4 Die eigene Kohlendioxidbilanz	88
3.4.1 Direkt selbst verursachte Emissionen	88
3.4.2 Indirekt verursachte Emissionen	90
3.4.3 Gesamtemissionen	92
3.5 Ökologischer Ablasshandel	93
4 Die Energiewende – der Weg in eine bessere Zukunft?	97
4.1 Kohle- und Kernkraftwerke – Krücke statt Brücke	98
4.1.1 Energie- und Automobilkonzerne – aufs falsche Pferd gesetzt	98
4.1.2 Braunkohle – Klimakiller made in Germany	101
4.1.3 Kohlendioxidsequestrierung – aus dem Auge aus dem Sinn	103
4.1.4 Atomkraft – Comeback strahlend gescheitert	105
4.2 Effizienz und KWK – ein gutes Doppel für den Anfang	107
4.2.1 Kraft-Wärme-Kopplung – Brennstoff doppelt genutzt	107
4.2.2 Energiesparen – mit weniger mehr erreichen	108
4.3 Regenerative Energiequellen – Angebot ohne Ende	110
4.4 Deutschland wird erneuerbar	111
4.4.1 Auf alle Sektoren kommt es an	112
4.4.2 Energiewende im Wärmesektor	113
4.4.3 Energiewende im Verkehrssektor	116
4.4.4 Energiewende im Elektrizitätssektor	119
4.4.5 Sichere Versorgung mit regenerativen Energien	121
4.4.6 Dezentral statt zentral – weniger Leitungen für das Land	124
4.5 Gar nicht so teuer – die Mär der unbezahlbaren Kosten	126
4.6 Energierevolution statt laue Energiewende	128
4.6.1 Deutsche Energiepolitik – im Schatten der Konzerne	128
4.6.2 Energiewende in Bürgerhand – eine Revolution steht ins Haus	129
5 Photovoltaik – Strom aus Sand	131
5.1 Aufbau und Funktionsweise	132
5.1.1 Elektronen, Löcher und Raumladungszonen	132
5.1.2 Wirkungsgrad, Kennlinien und der MPP	134
5.2 Herstellung von Solarzellen – vom Sand zur Zelle	137
5.2.1 Siliziumsolarzellen – Strom aus Sand	137
5.2.2 Von der Zelle zum Modul	139
5.2.3 Dünnschichtsolarzellen	140
5.3 Photovoltaikanlagen – Netze und Inseln	141
5.3.1 Sonneninseln	141
5.3.2 Sonne am Netz	144
5.3.3 Mehr solare Unabhängigkeit	148
5.4 Planung und Auslegung	151
5.4.1 Geplante Inseln	151
5.4.2 Geplant am Netz	153
5.4.3 Geplante Autonomie	157
5.5 Ökonomie	159
5.5.1 Was kostet sie denn?	160
5.5.2 Förderprogramme	161
5.5.3 Es geht auch ohne Mehrwertsteuer	163
5.6 Ökologie	164
5.7 Photovoltaikmärkte	165
5.8 Ausblick und Entwicklungspotenziale	167
6 Solarthermieanlagen – mollig warm mit Sonnenlicht	169
6.1 Aufbau und Funktionsweise	171
6.2 Solarkollektoren – Sonnensammler	173
6.2.1 Schwimmbadabsorber	173
6.2.2 Flachkollektoren	174
6.2.3 Luftkollektoren	175
6.2.4 Vakuum-Röhrenkollektor	176
6.3 Solarthermische Anlagen	178
6.3.1 Warmes Wasser von der Sonne	178
6.3.1.1 Schwerkraftsysteme	179
6.3.1.2 Systeme mit Zwangsumlauf	180
6.3.2 Heizen mit der Sonne	182
6.3.3 Solare Siedlungen	184
6.3.4 Kühlen mit der Sonne	185
6.3.5 Schwimmen mit der Sonne	186
6.3.6 Kochen mit der Sonne	187
6.4 Planung und Auslegung	188
6.4.1 Solarthermische Trinkwassererwärmung	189
6.4.1.1 Grobauslegung	189
6.4.1.2 Detaillierte Auslegung	190
6.4.2 Solarthermische Heizungsunterstützung	191
6.5 Ökonomie	194
6.5.1 Wann rechnet sie sich denn?	194
6.5.2 Förderprogramme	195
6.6 Ökologie	195
6.7 Solarthermiemärkte	196
6.8 Ausblick und Entwicklungspotenziale	198
7 Solarkraftwerke – noch mehr Kraftaus der Sonne	200
7.1 Konzentration auf die Sonne	201
7.2 Solare Kraftwerke	203
7.2.1 Parabolrinnenkraftwerke	203
7.2.2 Solarturmkraftwerke	207
7.2.3 Dish-Stirling-Kraftwerke	209
7.2.4 Aufwindkraftwerke	210
7.2.5 Konzentrierende Photovoltaikkraftwerke	211
7.2.6 Solare Chemie	212
7.3 Planung und Auslegung	213
7.3.1 Konzentrierende solarthermische Kraftwerke	214
7.3.2 Aufwindkraftwerke	215
7.3.3 Konzentrierende Photovoltaikkraftwerke	215
7.4 Ökonomie	216
7.5 Ökologie	217
7.6 Solarkraftwerksmärkte	218
7.7 Ausblick und Entwicklungspotenziale	219
8 Windkraftwerke – luftiger Strom	222
8.1 Vom Winde verweht – woher der Wind kommt	223
8.2 Nutzung des Windes	226
8.3 Anlagen und Parks	230
8.3.1 Windlader	230
8.3.2 Große netzgekoppelte Windkraftanlagen	232
8.3.3 Kleinwindkraftanlagen	235
8.3.4 Windparks	237
8.3.5 Offshore-Windparks	238
8.4 Planung und Auslegung	242
8.5 Ökonomie	244
8.6 Ökologie	247
8.7 Windkraftmärkte	248
8.8 Ausblick und Entwicklungspotenziale	250
9 Wasserkraftwerke – nasser Strom	252
9.1 Anzapfen des Wasserkreislaufs	253
9.2 Wasserturbinen	255
9.3 Wasserkraftwerke	258
9.3.1 Laufwasserkraftwerke	258
9.3.2 Speicherwasserkraftwerke	260
9.3.3 Pumpspeicherkraftwerke	261
9.3.4 Gezeitenkraftwerke	263
9.3.5 Wellenkraftwerke	263
9.3.6 Meeresströmungskraftwerke	264
9.4 Planung und Auslegung	265
9.5 Ökonomie	267
9.6 Ökologie	268
9.7 Wasserkraftmärkte	269
9.8 Ausblick und Entwicklungspotenziale	271
10 Geothermie – tiefgründige Energie	272
10.1 Anzapfen der Erdwärme	273
10.2 Geothermieheizwerke und Geothermiekraftwerke	277
10.2.1 Geothermische Heizwerke	277
10.2.2 Geothermische Kraftwerke	278
10.2.3 Geothermische HDR-Kraftwerke	280
10.3 Planung und Auslegung	281
10.4 Ökonomie	282
10.5 Ökologie	283
10.6 Geothermiemärkte	284
10.7 Ausblick und Entwicklungspotenziale	285
11 Wärmepumpen – aus kalt wird heiß	286
11.1 Wärmequellen für Niedertemperaturwärme	286
11.2 Funktionsprinzip von Wärmepumpen	289
11.2.1 Kompressionswärmepumpen	289
11.2.2 Absorptionswärmepumpen und Adsorptionswärmepumpen	290
11.3 Planung und Auslegung	292
11.4 Ökonomie	295
11.5 Ökologie	297
11.6 Wärmepumpenmärkte	299
11.7 Ausblick und Entwicklungspotenziale	300
12 Biomasse – Energie aus der Natur	301
12.1 Entstehung und Nutzung von Biomasse	302
12.2 Biomasseheizungen	305
12.2.1 Brennstoff Holz	305
12.2.2 Kamine und Kaminöfen	309
12.2.3 Scheitholzkessel	310
12.2.4 Holzpelletsheizungen	311
12.3 Biomasseheizwerke und Biomassekraftwerke	313
12.4 Biotreibstoffe	315
12.4.1 Bioöl	316
12.4.2 Biodiesel	316
12.4.3 Bioethanol	317
12.4.4 BtL-Kraftstoffe	319
12.4.5 Biogas	320
12.5 Planung und Auslegung	321
12.5.1 Scheitholzkessel	321
12.5.2 Holzpelletsheizung	322
12.6 Ökonomie	324
12.7 Ökologie	326
12.7.1 Feste Brennstoffe	326
12.7.2 Biotreibstoffe	328
12.8 Biomassemärkte	329
12.9 Ausblick und Entwicklungspotenziale	331
13 Erneuerbare Gase und Brennstoffzellen	332
13.1 Energieträger Wasserstoff	334
13.2 Methanisierung	337
13.3 Transport und Speicherung von EE-Gasen	338
13.3.1 Transport und Speicherung von Wasserstoff	338
13.3.2 Transport und Speicherung von erneuerbarem Methan	339
13.4 Hoffnungsträger Brennstoffzelle	342
13.5 Ökonomie	345
13.6 Ökologie	346
13.7 Märkte, Ausblick und Entwicklungspotenziale	347
14 Sonnige Aussichten – Beispiele für eine nachhaltige Energieversorgung	349
14.1 Klimaverträglich wohnen	349
14.1.1 Kohlendioxidneutrales Standardfertighaus	350
14.1.2 Plusenergie-Solarhaus	351
14.1.3 Plusenergiehaus-Siedlung	352
14.1.4 Heizen nur mit der Sonne	353
14.1.5 Null Heizkosten nach Sanierung	354
14.2 Klimaverträglich arbeiten und produzieren	355
14.2.1 Büros und Läden im Sonnenschiff	355
14.2.2 Nullemissionsfabrik	356
14.2.3 Kohlendioxidfreie Schwermaschinenfabrik	357
14.2.4 Plusenergie-Firmenzentrale	358
14.3 Klimaverträglich Auto fahren	359
14.3.1 Weltumrundung im Solarmobil	359
14.3.2 In dreiunddreißig Stunden quer durch Australien	360
14.3.3 Abgasfrei ausgeliefert	361
14.3.4 Elektroautos für Alle	362
14.4 Klimaverträglich Schiff fahren und fliegen	364
14.4.1 Moderne Segelschifffahrt	364
14.4.2 Solarfähre am Bodensee	365
14.4.3 Höhenweltrekord mit Solarflugzeug	366
14.4.4 Mit dem Solarflugzeug um die Erde	367
14.4.5 Fliegen für Solarküchen	368
14.5 Alles wird erneuerbar	369
14.5.1 Ein Dorf wird unabhängig	369
14.5.2 Hybridkraftwerk für die sichere regenerative Versorgung	371
14.6 Alles wird gut	372
Anhang	374
A.1 Energieeinheiten und Vorsatzzeichen	374
A.2 Geografische Koordinaten von Energieanlagen	375
A.3 Weiterführende Informationen im Internet	378
Literatur	380
Register	384
Leere Seite	5

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