Erneuerbare Energien: Erzeugung, Speicherung, Einsatzmoeglichkeiten (VDI-Buch)

Das Werk bietet eine solide Basis fr die Abschtzung der realen Mglichkeiten fr die Nutzung erneuerbarer Energien, insbesondere der Solarenergie. Dabei werden auch die Zukunftsaussichten fr eine Massenherstellung von Konzentratorzellen mit hohem Wirkungsgrad abgesteckt. Weiterhin werden auch Wasserstofftechnik, elektrochemische Speicher, das Elektro-Auto sowie Fragen der Zusammenhnge zwischen Energie und Umwelt errtert. Rechnerische Beispiele fr Solaranlagen und Wasserstoffherstellung ergnzen die Darstellung. 0 Einleitung – Die Zukunft erneuerbarer Energien.- 1 bersicht ber die erneuerbaren Energiequellen.- 1.1 Einleitung zum Problem der erneuerbaren Energiequellen.- 1.2 Solarenergie.- 1.3 Hydroelektrizitt.- 1.4 Ozeanenergie.- 1.5 Windenergie.- 1.6 Geothermische Energie.- 1.7 Biomasse.- 1.8 Andere (nicht fossile) Energiequellen.- 2 Aktueller Stand auf dem Gebiet der Solarenergietechnik.- 2.1 Einleitung.- 2.2 Heliothermische Prozesse.- 2.3 Wirkungsgrad der thermischen Kollektoren.- 2.4 Der optische Wirkungsgrad.- 3 Photovoltaische Zellen.- 3.1 Das Prinzip.- 3.2 Optimierungsfragen fr das Bauelement.- 3.3 Bnderstruktur und Materialfragen.- 3.4 Erreichte Werte: Wirkungsgrade der verschiedenen Zellen.- 3.5 Optimierung bez. Bandstruktur.- 3.5.1 Tandemzellen.- 3.5.2 Zellen mit graduiertem Bandabstand.- 3.6 Formen von hochwirksamen Solarzellen und Ausblick auf Solarkraftwerke.- 4 Moderne Herstellungstechniken und Methoden der Epitaxie.- 4.1 Flssigkeitsepitaxie (LPE = Liquid Phase Epitaxy).- 4.2 Chemische Aufdampfverfahren.- 4.3 Molekularstrahlepitaxie.- 4.4 Chemische Strahlepitaxie.- 4.5 Vergleich der verschiedenen Epitaxiemethoden.- 5 Das Prinzip der Kogeneration.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Wirkungsgrad und spektrale Ausnutzung.- 5.3 Methoden der Kogeneration.- 6 Solarenergiesatelliten.- 6.1 Das Prinzip: Energie aus dem Weltraum.- 6.2 Neuere Plne unter Einschlu einer Mondbasis.- 6.3 Realisierbarkeit und Kosten.- 7 Speicherung der Solarenergie.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Verfahren.- 7.3 Solare Photoelektrolyse.- 7.4 Wasserstoffherstellung mit Solarzellen.- 8 Wasserstoff als Speichermaterial.- 8.1 Herstellung.- 8.1.1 Herstellung aus fossilen Brennstoffen.- 8.1.2 Umwandlung von Naturgas.- 8.1.3 Elektrolyse.- 8.1.4 Thermochemische Wasserspaltung.- 8.1.5 Hybride, thermochemische/elektrochemische Umwandlung.- 8.2 Verarbeitung.- 8.3 Transport.- 8.4 Industrielle Anwendungen.- 9 Elektrochemische Energiespeicher.- 9.1 Allgemeines.- 9.2 Kriterien.- 9.3 Systeme (sauer, alkalisch, “exotisch”).- 9.4 Beurteilung und Entwicklungstrend.- 10 Brennstoffelemente.- 10.1 Allgemeines.- 10.2 Ausfhrungsformen.- 10.3 Lagebeurteilung.- 11 Elektrotraktion.- 11.1 Allgemeines.- 11.2 Anforderungen an eine Traktionsbatterie.- 11.3 berblick Elektrofahrzeuge (Prototypen, Daten).- 11.4 Zusammenfassung und Zukunftsaussichten.- 12 Der Energieerntefaktor.- 12.1 Einleitung.- 12.2 Kohlekraftwerke.- 12.3 Kernkraftanlagen.- 12.4 Hydroelektrische Anlagen.- 12.5 Solarenergieanlagen.- 12.6 Solarenergiesatelliten.- 12.7 Windgeneratoren (vgl. Abschn. 1.5).- 12.8 Ozeanwellengenerator und Gezeitenausnutzung.- 13 Ernhrung und Energie.- 14 Energie und industrielle Entwicklung.- 15 Umweltfragen.- 15.1 Einleitung.- 15.2 Klimavernderung.- 15.3 Troposphrischer Ozon.- 15.4 Stratosphrisches Ozondefizit.- 15.5 Grundwasserprobleme.- 15.6 Entsorgung von Kernkraftwerken.- 15.7 Bercksichtigung der Umweltprobleme als Zusatzkosten zur Energieerzeugung – Vergleich mit erneuerbaren Quellen.- 16 Planung einer zuknftigen Energiequellenverteilung.- 17 Berechnung von Solaranlagen.- 17.1 Kleine Solaranlagen.- 17.2 Grokraftanlagen.- 17.3 Kostenvergleich, III-V-Technologie.- 17.3.1 Flachzellenanlagen.- 17.3.2 III-V-Konzentratorzellen mit Kogeneration.- 17.3.3 Berechnung der zustzlichen Solarzellenflche fr den Betrieb einer Herstellung von Wasserstoff.- I Herstellung von Ammoniak.- II Einheiten und Umrechnungen.- Sachwortverzeichnis.