Lexikon der Windenergie

Was der Bauer nicht kennt,… Eines der wohl größten Probleme der Erneuerbaren Energien ist die Unwissenheit/Berührungsangst der Menschen. Deshalb haben wir das Lexikon der Erneuerbaren Energien ins Leben gerufen. Diesmal auf einem Blick: Das ABC der Windenergie… Viel Spaß beim zukünftigen Fachsimpeln 😉

Das Ampere besitzt die Einheitenzeichen A und wurde benannt nach dem französischen Physiker André-Marie Ampère. Ampere ist die SI-Basiseinheit der elektrischen Stromstärke und zugleich SI-Einheit der abgeleiteten Größe „magnetische Durchflutung“. Obwohl man den Nachnamen des Namensgebers „Ampère“ mit accent grave schreibt, wird die SI-Einheit im deutschen und englischen Sprachraum üblicherweise ohne Akzent, also „Ampere“, geschrieben. Bevor das Ampere als internationale Einheit der Stromstärke festgelegt wurde, gab es in Deutschland und einigen anderen Ländern die „Webersche Einheit“ für die Stromstärke. 1 Weber-Einheit entspricht 0,1 Ampere. Das Ampere wurde mit Wirkung zum 20. Mai 2019 neu definiert. Mit dieser Neudefinition des Internationalen Einheitensystems basiert das Ampere auf der Elementarladung, der ein fester Zahlenwert zugewiesen wurde.

Blasenschleier sind Lärmschutzmaßnahmen im maritimen Bereich. Die akustisch-dämpfenden Elemente kommen zum Beispiel beim Bau von Anlagen auf dem Meer, wie Offshore-Windenergieanlagen, Ölbohrplattformen und Forschungsplattformen zum Einsatz. Durch Blasenschleier sollen vor allem hörempfindliche Meeressäuger wie Schweinswale und Seehunde vor Gehörschäden geschützt werden. Blasenschleier werden mit Luftsprudelanlagen erzeugt. Zur Erzeugung eines Blasenschleiers werden Druckluftschläuche rund um die Unterwasserbaustelle gelegt. Die durch Kompressoren erzeugte Druckluft steigt in Form eines Vorhangs aus Luftblasen auf und bildet damit ein die Schallquelle umgebendes akustisch-dämpfendes Element für die Schallausbreitung. Mittels Blasenschleier können rund 15 dB Dämpfung, oder etwa 80 Prozent Lärmreduktion, erreicht werden. Oft wird die Methode in Kombination mit einem Schallschutzrohr eingesetzt.

CO2-Emissionen bezeichnen den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid, einem stark wirksamen Treibhausgas. CO2 entsteht bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Materialien, darunter zum Beispiel Holz, Kohle, Diesel oder Gas. Im Rahmen dieser Verbrennungsprozesse kommt es zu einem Ausstoß von hohen Mengen an CO2, das sich in der Erdatomsphäre in stetig wachsender Konzentration anreichert. CO2-Emissionen sind wesentlich am sogenannten Treibhauseffekt beteiligt. Dieser führt zu einer globalen Klimaerwärmung mit verheerenden Folgen für die Umwelt. Pflanzen benötigen Kohlenstoffdioxid (CO2), um zu wachsen und zu leben. So wie es in der Natur vorkommt, spielt das Gas im Zuge von Stoffwechselprozessen vieler Lebewesen eine wichtige Rolle. Während das natürliche CO2 keinerlei negative Auswirkungen auf die Umwelt hat, ist das durch technische Abläufe gebildete Gas problematisch, da es in so großen Mengen von der Natur nicht neutralisiert werden kann. CO2-Emissionen stammen überwiegend aus der stationären (etwa in maschinellen Anlagen) und mobilen (zum Beispiel in Fahrzeugmotoren) Verbrennung fossiler Energieträger. Sie machen weltweit über 80 Prozent aller Emissionen aus und gelten als Hauptverursacher des anthropogenen, also durch den Menschen hervorgerufenen, Treibhauseffektes. Dabei reichern sich Kohlenstoffdioxid-Moleküle in der Erdatmosphäre an und absorbieren infrarotes Licht. Dies behindert die natürliche Abstrahlung der durch die Sonnenenergie zugeführten Wärme und führt dadurch zu einer Erhöhung der Temperaturen auf der Erde. Im Gegensatz zum natürlichen Treibhauseffekt verursacht der anthropogene Treibhauseffekt erhebliche klimatische Probleme, da die Biosphäre sich nicht so schnell anpassen kann. Die Reduktion der CO2-Emissionen zum Klimaschutz ist daher ein wichtiges Anliegen energie- und klimapolitischer Bestrebungen. Hierzu zählen Reduktionsmaßnahmen wie die vermehrte Nutzung von erneuerbaren Energien oder Gebäudesanierungen und Wärmedämmung für eine verminderte Nutzung von Heizungsanlagen. Doch auch die Energieeffizienz jedes Einzelnen zählt. Weitere effiziente Lösungen zur Verminderung der Kohlendioxid-Belastung umfassen die Dekarbonisierung der kohlenstoffhaltigen Brennstoffe, gezielte Maßnahmen zum Schutz von Regenwäldern und die Schaffung großer Waldflächen.

Johannes Juul, ein dänischer Ingenieur, entwickelte in den 1950er Jahren das sogenannte „Dänische Konzept“. Der Ingenieur bewies großen Forschergeist, als er seinem letzten Lebensquartal die Windenergie revolutionierte.

Die erste der Windanlagen nach dem „Dänischen Konzept“ wurde 1956/57 in Gedser, einem der windhöffigsten Gebiete der dänischen Ostsee gebaut. Sie hatte eine Nennleistung von 200 KW und war für lange Zeit die größte der Welt.

Charakteristisch für das Dänische Konzept sind drei Rotorblätter, die Luvläufer sind, Stallregelung und die direkte Netzeinspeisung. Letztere bedingt, dass der Rotor mit einer festen Drehzahl arbeiten muss, um die vom elektrischen Netz vorgegebene Frequenz zu erzielen (50 Hertz in Europa).

Windkraftanlagen, die nach dem Dänischen Konzept gebaut werden, sind einfach und robust. Das Konzept setzte sich durch: In den 1980er und Anfang der 1990er Jahren wies die Mehrheit der verkauften Windkraftanlagen dieses Konzept auf. Im netzgekoppelten Betrieb wird das dänische Konzept jedoch nicht mehr verwendet, da es die aktuellen Anforderungen an die Netzverträglichkeit nicht mehr erfüllt.

 

Quellen:
https://www.wind-energie.de/themen/anlagentechnik/anlagenkonzepte/daenisches-konzept/
https://www.dgs.de/news/en-detail/180920-pioniere-der-erneuerbaren-energien-1-ehrenfried-walther-von-tschirnhaus/

Der Ausbau der erneuerbaren Energien ist eine zentrale Säule der Energiewende. Das entsprechende Gesetz (Erneuerbare-Energien-Gesetz, kurz: EEG) trat erstmals im Jahr 2000 in Kraft und wurde seither stetig weiterentwickelt (EEG 2004, EEG 2009, EEG 2012, PV-Novelle, EEG 2014, EEG 2017). Ziel des EEG ist es, die Energieversorgung umzubauen und den Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromversorgung bis 2030 auf 65 Prozent zu steigern. Vor dem Jahr 2050 soll der in Deutschland erzeugte und verbrauchte Strom vollständig treibhausgasneutral sein. Der Ausbau der erneuerbaren Energien erfolgt insbesondere im Interesse des Klima- und Umweltschutzes zur Entwicklung einer nachhaltigen Energieversorgung. Zusätzlich sollen auch die volkswirtschaftlichen Kosten der Energieversorgung verringert, die Nutzung fossiler Energieressourcen reduziert und die Technologieentwicklung im Bereich der erneuerbaren Energien vorangetrieben werden.

Fossile Brennstoffe sind tote Biomasse, die vor Jahrmillionen abgestorben ist und durch geologische Prozesse in Kohle, Erdöl und Erdgas sowie verschiedene
Mischprodukte wie Ölsande oder Ölschiefer umgewandelt wurde. Der natürlich auf der Erde vorkommende Kernbrennstoff Uran kann ebenfalls zu den fossilen Energien gezählt werden, da er nicht nachgebildet wird. Das Gegenstück zu den fossilen Energien (inklusive Uran) sind die sogenannten erneuerbaren Energien. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Energiequelle sich in absehbarer Zeit selbst erneuert oder aber durch die Nutzung nicht versiegt.

Das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) nimmt auf Grundlage des Windenergie-auf-See-Gesetzes (WindSeeG) in einem Gesamtplanungsprozess die Aufgabe der Entwicklung und Voruntersuchung von Flächen für die Errichtung und den Betrieb von Windenergie auf See wahr. Das zentrale Modell bezeichnet dabei einen gestuften Planungs- und Ausschreibungsprozess. Im ersten Schritt werden die Flächen für Windenergie auf See im Flächenentwicklungsplan (FEP) räumlich und zeitlich festgelegt. Es folgt die Voruntersuchung der Flächen, die im FEP festgelegt wurden. Nach Durchführung der Voruntersuchung werden die Flächen in einem wettbewerblichen Verfahren durch die Bundesnetzagentur versteigert, indem den Bietern die Ergebnisse aus der Voruntersuchung zur Verfügung gestellt werden. Der Bieter, der einen Zuschlag erhalten hat, kann nach Durchlaufen des Zulassungsverfahrens auf der Fläche Windenergieanlagen errichten, hat Anspruch auf die Marktprämie und darf die Anbindungskapazität der Stromleitung nutzen.

Als Grundlast bezeichnet man die niedrigste Tagesbelastung eines Stromnetzes. Grundlastfähig sind jene Technologien, die diese Leistung konstant liefern können. Die Grundlast unterscheidet sich von der Mittel- und Spitzenlast, und bezeichnet in der Stromversorgung die Leistung, die konstant rund um die Uhr nachgefragt wird. Im Gegensatz dazu beschreiben die Begriffe Mittel- und Spitzenlast den höheren Strombedarf am Tag. Die Grundlast wird von Kraftwerken gedeckt, die aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen möglichst kontinuierlich arbeiten. Mit zunehmendem Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung nimmt der Bedarf an klassischen Grundlastkraftwerken, die durchgehend Strom produzieren, stark ab. Es geht künftig nicht mehr darum, eine fixe Grundlast abzudecken, sondern Sonne und Wind flexibel und zuverlässig zu ergänzen, um den Strombedarf zu decken. Da Sonne, Wind, Biomasse und Wasserkraft sich ergänzen können, sind auch die erneuerbaren Energien zu einem gewissen Anteil „grundlastfähig“, bzw. können bedarfsgerecht Strom bereitstellen. Offshore-Windkraft besitzt – vor allem aufgrund des Standorts auf hoher See – neben Solarenergie von allen erneuerbaren Energien das größte Erzeugungspotenzial und benötigt wenige Reservekapazitäten. Eine Windkraftanlage vor der Küste ist mit rund 4.500 Volllaststunden im Jahr fast doppelt so ertragreich wie eine an Land. Das macht Offshore-Windenergie nahezu grundlastfähig und damit zu einem wichtigen Baustein für die deutsche Netzstabilität und Versorgungssicherheit.

Das Wort Klimawandel bezeichnet die Veränderung des Klimas auf der Erde. Dabei spielt es per Definition erstmal keine Rolle, ob die Veränderung durch den Menschen oder die Natur hervorgerufen wird. Ein Beispiel für einen Klimawandel ist die aktuell anhaltende globale Erwärmung: Die globale Erwärmung steht für den Anstieg der Durchschnittstemperatur auf der Erde seit der Industrialisierung vor 150 Jahren. Es erwärmen sich sowohl die Meere als auch die Atmosphäre. In den letzten 50 Jahren stieg die Temperatur um etwa 0,13 Grad pro Jahr an. Das ist doppelt so schnell wie in den letzten 100 Jahren. Zuletzt erwärmte sich die Erde nach der Eiszeit um 4 bis 5 Grad in 10.000 Jahren. Die aktuelle Temperaturzunahme bedeutet die gleiche Erwärmung in nur 100 Jahren. In der Wissenschaft herrscht weitestgehend ein Konsens, dass die Hauptursache für den Klimawandel in der Zunahme von Treibhausgasen liegt. Dazu zählen Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid (CO2) und Methan. Die Ursachen sind damit in der fossilen Verbrennung, der Waldrodung und der Viehhaltung zu suchen. Der Klimawandel führt wegen der schmelzenden Pole und Gletschern zu steigenden Meeresspiegeln. Außerdem gilt er als Ursache für häufigere Naturkatastrophen, wie Stürme oder Überschwemmungen, und für die Veränderung von Ökosystemen. Erneuerbare Energien sind das Wundermittel gegen den Klimawandel.

Eine Kilowattstunde (kWh) ist eine gebräuchliche Einheit zur Messung von Energie. Energie ist die Fähigkeit, physikalische Arbeit zu verrichten. Um Wasser zu erwärmen, um den Glühfaden einer Lampe zum Glühen zu bringen oder um einen Motor zu drehen, braucht man Energie. Es gilt: Arbeit ist gleich Leistung mal Zeit kWh = kW * h Die Grundeinheit für Energie ist jedoch das Joule (J) 1 kWh = 3.600 kJ. Als Energiequellen stehen uns Wasser, Kohle, Erdöl, Gas, Atomkraft und alternative Energiequellen zur Verfügung.

Wir sind am Wendepunkt angekommen: Regenerative Energien sind in der Produktion günstiger als konventionelle Energieträger. Stetige technologische Fortschritte haben dazu geführt, dass die Stromproduktionskosten von erneuerbaren Energien mittlerweile niedriger sind als die von fossilen Energien, wie etwa Kohle. Dies basiert auf den Kosten für den Bau neuer Anlagen. Jede Methode der Energieproduktion beinhaltet verschiedene Kostenfaktoren und unterschiedliche Produktionsleistungen. Um einen fairen Vergleich zwischen allen Energieträgern zu gewährleisten, wurden diverse Faktoren für die Berechnung miteinbezogen. Dazu zählen beispielsweise die Betriebsstunden, der Treibstoffverbrauch oder die Instandhaltungskosten etc. Diese Kosten können dann auf die gesamte Lebensdauer der Anlage umgelegt und mit dem Energieertrag verglichen werden. Heutzutage setzt die Welt hauptsächlich auf fossile Energieträger. Über 80 Prozent der weltweit verbrauchten Energie stammt noch aus fossilen Brennstoffen. Die daraus entstehenden Umweltverschmutzungen für unseren Planeten sind verheerend. Wir beobachten einen stetigen Anstieg der Treibhausemmissionen, die wiederum die Durchschnittstemperatur auf unserem Planeten immer weiter ansteigen lässt. Dieser Klimawandel hat starken Einfluss auf das Leben der Menschen weltweit – sei es durch Überschwemmungen, Wirbelstürme oder Dürreperioden. Deshalb ist die Nachricht, dass regenerative Energien günstiger sind als fossile Energieträger, umso erfreulicher für unsere Zukunft. Dieser Wendepunkt bestärkt und in unserem Ziel, eine Welt zu schaffen, die vollständig auf grüne Energie setzt. Eine solche Welt hätte erhebliche Vorteile für das Klima, unsere Gesundheit sowie die globale Wirtschaft. Der Status Quo muss verändert werden und wir haben die Hoffnung, dass wir genau das tun können.

Derzeit beruht das Stromversorgungssystem in Deutschland auf dem Prinzip, dass die Erzeugung dem Verbrauch folgt. Die flexible Steuerung der Erzeugung garantiert, dass der Verbrauch und die Erzeugung zu jedem Zeitpunkt übereinstimmen. Durch die stark ansteigenden fluktuierenden Einspeisungen aus erneuerbaren Energien müssen mittlerweile jedoch nicht nur Schwankungen der Nachfrage, sondern auch meteorologisch bedingte Schwankungen bei der Stromerzeugung aus Sonnen- und Windenergie kompensiert werden. Es besteht somit zunehmend die Notwendigkeit, die Nachfrage an der Erzeugung zu orientieren.

Ein Monopile ist eine Funtdamentform für Offshore-Windkraftanlagen, die nur aus einem einzigen Pfahl besteht, auf der die Windkraftanlage errichtet wird. Der zylindrische Pfahl aus Stahl wird in den Meeresboden gerammt, sodass das obere Endstück über den Meeresspiegel hinausragt. Auf dieses wird anschließend ein sogenanntes Transition Piece gesetzt. Andere Formen der Gründungselemente für Offshore-Turbinen sind beispielsweise Jackets, Tripods oder Tripiles.

Das Strom-Übertragungsnetz erfordert wie jede anspruchsvolle Infrastruktur ein ständiges Anpassen an den technischen Wandel. Seit einigen Jahren wachsen die Anforderungen an das Netz jedoch so stark, dass kleinere Ergänzungen nicht mehr ausreichen. Die Gründe dafür liegen im Wesentlichen bei den Zielen, die Deutschland sich gesetzt hat: den Umstieg auf erneuerbare Energien, das Erhalten einer hohen Versorgungssicherheit und die Verwirklichung des europäischen Binnenmarkts. Ein diskriminierungsfreier grenzüberschreitender Handel mit Strom und Gas würde die Versorgung in der EU nachhaltiger, preisgünstiger und vor allem sicherer machen. Der in manchen Ländern phasenweise überschüssige Wind- und Solarstrom könnte zu niedrigen Börsenpreisen in andere Mitgliedstaaten verkauft werden. Bis 2022 werden die deutschen Kernkraftwerke schrittweise außer Betrieb genommen – und auch andere konventionelle Kraftwerke, wie etwa Braun- oder Steinkohlekraftwerke, werden stillgelegt. Diesen Wandel zeichnet auch das Stromnetz nach: Insgesamt müssen in den nächsten Jahren über 7.500 Kilometer im Übertragungsnetz optimiert, verstärkt oder neu gebaut werden. Eine besondere Rolle spielen hierbei die Höchstspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen (HGÜ-Leitungen), die sogenannten Stromautobahnen, wie SuedLink oder SuedOstLink. Zudem wird der Ausbau der Verbindungen zu unseren europäischen Nachbarn immer wichtiger, da die Energiewende zunehmend europäisch eingebettet ist. So können wir etwa Wasserkraft in Skandinavien und den Alpenländern mit Windkraft und Photovoltaik in Deutschland verbinden. Damit senken wir die Kosten der Energiewende. Um die Erzeugung und den Verbrauch von Elektrizität bedarfs- und verbrauchsorientiert aufeinander abzustimmen, muss das Stromnetz „intelligenter“ beziehungsweise „smarter“ werden. Dies kann etwa durch den Einsatz intelligenter Stromzähler erreicht werden, welche die Erzeugung und den Verbrauch von Energie besser in Einklang bringen und dabei zusätzliche Sparpotentiale erschließen können.

In großen Windparks, die aus mehreren Windkraftanlagen bestehen, wird zwischen zwei Arten der Anlagen unterschieden:

  • Onshore („an Land“) – Anlagen sind auf dem Festland angesiedelt, dort ist der Bau der Windräder günstiger.
  • Offshore („vor der Küste“) – Anlagen sind im Meer verankert. Durch stärkeren und konstanteren Wind lässt sich mehr Strom erzeugen, dafür sind die Kosten der Errichtung aber teurer.

Power Purchase Agreements (PPA) bezeichnen langfristige Stromlieferverträge. Im Rahmen der Energiewende steigt die Nachfrage nach „grünem Strom“. Doch die Erzeugung ist aufwändig und planungsintensiv. Durch PPA gelingt es, langfristige Beziehungen zu etablieren. Anlagebetreiber und Stromabnehmer einigen sich vertraglich durch ein PPA auf die Lieferung einer Strommenge zu einem definierten Preis über einen langfristigen Zeitraum. Was ist ein Power Purchase Agreement (PPA)? Ein Power Purchase Agreement – auch Corporate Power Purchase Agreement – ist ein langfristiger Stromliefervertrag zwischen einem Anlagenbetreiber (Verkäufer) und einem Stromabnehmer (Käufer). Entsprechende Verträge werden in der Regel langfristig, also für die Dauer bis zu zehn Jahren geschlossen. Auch kurzfristigere PPAs sind möglich und können je nach Situation und Marktlage Chancen bieten. Vor allem Unternehmen sind an PPAs interessiert, um Preise möglichst langfristig zu sichern. Je nach Präferenz können PPAs zu festen Preisen abgeschlossen werden oder auch eine stärkere Partizipation an den Chancen und Risiken des Marktes erlauben. Die Verträge können sowohl fossil als auch regenerativ erzeugten Strom beinhalten. Heutzutage wird allerdings in der Regel mit dem Begriff PPA nur Strom aus Erneuerbaren behandelt – etwa aus einer Windkraft-, Photovoltaik-, Biomasse- oder Wasserkraftanlage. Vertragspartner ist neben dem Verkäufer bzw. Erzeuger der industrielle Endabnehmer. Mit einem PPA können energieintensive Unternehmen mit einer Fixierung des Preises als Abnehmer des Stroms Preisschwankungen umgehen. Anbieter erhalten durch die langen Laufzeiten eine wertvolle Planungssicherheit, etwa für Investitionen und Finanzierungsoptionen. Auch aus Umweltgesichtspunkten sind PPA wertvoll, da sie regionale Eigenschaften und Herkunftsnachweise enthalten. Aus Marketingsicht sind PPAs ein wertvolles Zeugnis für die Bemühungen eines Unternehmens in punkto Nachhaltigkeit, Klimaschutz und langfristiger Preiskontrolle, dem Stakeholder Vertrauen schenken. In der Bundesrepublik dürfen Erzeuger erneuerbarer Energien die “grüne Eigenschaft” des hergestellten Stroms nur einmal verkaufen. Sie können entweder die EEG-Förderung wählen oder den grünen Strom im Strommarkt (ohne Förderung) verkaufen.

Die vermehrte Integration Erneuerbarer Energien und unvorhergesehene Ereignisse belasten das Stromnetz und führen zu ständigen Schwankungen, die ausgeglichen werden müssen. Die Lösung lautet Regelenergie – auch „Regelleistung“ genannt. Die Regelenergie gewährleistet die Stromversorgung bei unvorhergesehenen Ereignissen im Stromnetz. Diese Reserven gleichen die Schwankungen im Stromnetz stufenweise innerhalb von Sekunden (durch die “Primärreserve“), innerhalb von fünf Minuten (durch die “Sekundärreserve”) oder innerhalb von 15 Minuten (durch die “Minutenrreserve“) aus. Mit dem Einsatz der Reserveleistungen wird die Netzfrequenz gestützt, wenn sie unter 50 Hertz sinkt oder über 50 Hertz steigt. Die Schwankungen in der Netzfrequenz können also zu einer Überdeckung oder einer Unterdeckung der Netzleistung führen. Entsprechend muss entweder zusätzlicher Strom im Netz generiert oder überschüssiger daraus abgeführt werden. Bei einer drohenden Überdeckung der Netzleistung bedient man sich negativer Regelleistung. Das bedeutet, dass Stromerzeuger ihre Leistung drosseln oder vollständig herunterfahren, um die Netzstabilität wieder herbeizuführen. Stromverbraucher erhöhen für den gleichen Effekt einfach ihre Last. Bei einer drohenden Unterdeckung der Netzleistung bedient man sich positiver Regelleistung. Strom muss dem Netz hinzugefügt werden, um die Stabilität wieder herzustellen. Das bedeutet, dass Stromerzeuger ihre Leistung erhöhen und Stromverbraucher senken in diesem Fall mit dem gleichen Ziel ihre Last.

Wenn Strom aus Erneuerbaren eingesetzt wird, um Wärme, Kälte und Antriebsenergie zu erzeugen, werden die Sektoren der Energiewirtschaft und die Industrie miteinander vernetzt bzw. “gekoppelt”. Man spricht von Sektorenkopplung. Im Englischen ist oftmals von Sector Coupling oder Integrated Energy die Rede. Den Gedanken dahinter fasst das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie perfekt zusammen: Energie ist mehr als nur Strom. Die Sektorenkopplung bietet mehrere Hauptvorteile: Zum einen ermöglicht sie, dass mithilfe von erneuerbaren Energien alle Sektoren der Wirtschaft dekarbonisiert werden können. Zum anderen gestattet die intelligente Kopplung der Sektoren mit Hilfe von bestimmten energieeffizienten Technologien wie Wärmepumpenheizungen, KWK-Anlagen oder Elektroautos eine deutliche Senkung des Energieverbrauchs. Durch funktionale Stromspeicher gelingt es, die Schwankungen der witterungsbedingten erneuerbaren Energien wie Windenergie und Solarenergie auszugleichen, ohne zu stark in teure elektrische Energiespeicher investieren zu müssen. So steigt gleichzeitig durch die Sektorenkopplung auch die Energiesicherheit. Aufgrund der vielfältigen Synergien wird die Sektorenkopplung im Rahmen der Energiewende als Schlüsselkonzept betrachtet. Denn damit die Energiewende nachhaltig gelingt, muss die Umstellung auf Erneuerbare Energien auch außerhalb der reinen Stromerzeugung in allen Sektoren gelingen. Dies lässt sich einerseits durch den direkten Einsatz von Erneuerbaren Energien – zum Beispiel das Heizen eines Hauses durch Solarthermie – umsetzen. Auch Elektroautos sind ein gutes Beispiel für die Nutzung erneuerbarer Stromerzeugung in anderen Bereichen – in diesem Fall durch die Verknüpfung mit dem Verkehrssektor (siehe Elektromobilität). Im Bereich der Wärmeerzeugung veranschaulicht etwa die Funktionsweise von Wärmepumpen sehr gut den Grundgedanken der Sektorenkopplung: Wärmepumpen nehmen mit Hilfe von Strom vorhandene Wärme aus der Luft, der Erde, oder dem Grundwasser auf, um daraus Wärme zu erzeugen. Die Konzepte, bei denen unter Zuhilfenahme von Elektrizität Wärme generiert wird, werden „Power-to-Heat“. Als Überbegriff für Ansätze der Sektorenkopplung wird häufig „Power-to-X“ verwendet. Hierdurch werden regenerative Energien auch bei Überschussproduktion (zum Beispiel durch sehr sonnen- und windreiche Tage) optimal verwertet. So können auch andere Sektoren effizient und ohne Treibhausgase mit Energie versorgt werden.

Unter Transition Pieces versteht man Verbindungsstücke aus Stahl, die bei sogenannten Jacket-Konstruktionen als Fundament einer Offshore-Anlage zum Einsatz kommen. Ein Vorteil von Jackets ist ihre Verwendbarkeit auch bei relativ großen Wassertiefen.

 

Watt ist die Einheit, in der Leistung gemessen wird. Benannt wurde sie nach dem Glasgower Mechaniker James Watt (1736-1819), der die Dampfmaschine mit ausgelagertem Kondensator erfunden hat. Heute wird in Watt bzw. in Kilowatt die größtmögliche Leistung von Elektrogeräten angegeben. 1.000 Watt entsprechen dabei 1 Kilowatt. Unser Stromverbrauch wird in Kilowattstunden (kWh) gemessen.

W wie Windenergie
Charles Francis Brush baute 1887/88 hat zum ersten Mal aus Wind elektrische Energie gemacht. Der Wind weht gegen Flügel des Rotors, der dann einen Generator bewegt. Der Generator ist das Gerät, das den Strom herstellt, ähnlich wie der Dynamo am Fahrrad. Windenergie ist also Energie, die aus Windkraftanlagen gewonnen wird, welche durch die Nutzung der natürlichen Kraft des Windes elektrische Energie erzeugen. Das Prinzip funktioniert wie eine Windmühle: Durch den Wind wird ein elektrischer Generator angetrieben. Dieser wandelt die Bewegung der Windmühlenflügel in elektrische Energie um. Als ein Teil der Erneuerbaren Energien ist Windkraft als eine der umweltfreundlichsten Methoden Strom zu erzeugen.

Photocredit Pexels