Energie & Umwelt

Alle Energieerzeugungssysteme der Welt in einer Liste

Alle Energieerzeugungssysteme der Welt in einer Liste


Die Energieerzeugung nutzt heute eine Vielzahl von Brennstoffquellen. Diese können als Verbrennung / thermisch, nuklear oder erneuerbar / alternativ klassifiziert werden. Die verwendete Technologie variiert auch in Abhängigkeit von den technischen Anforderungen für die Übersetzung oder Umwandlung der Kraftstoffquelle in nützliche Arbeit. Dies erfolgt normalerweise in Form von Elektrizität.

Diese Liste bietet Ihnen ein umfassendes Verständnis der wichtigsten Energiesysteme der Welt. Von den bekannten bis zu den umstrittenen, diese Energietypen halten unsere Welt buchstäblich am Laufen.

Zuerst ein bisschen Klarstellung. Wir werden in diesem Artikel die Begriffe Kraft und Energie verwenden, aber was genau ist der Unterschied?

Was ist Energie?

Energie ist einfach gesagt die Fähigkeit, Arbeit zu leisten. Es kann in potentieller, kinetischer, thermischer, elektrischer, chemischer, nuklearer oder anderer verschiedener Form vorliegen. Zum Beispiel könnte man sagen, dass Energie es ermöglicht, Dinge herumzuschubsen.

Energie wird in vielen verschiedenen Einheiten gemessen, aber gängige Beispiele sind Joule, BTUs, Newtonmeter, und selbst Kalorien. In Bezug auf elektrische Energie ist die am häufigsten verwendete Einheit die heiligeWattstunde.

[Bildquelle: Pixabay]

Was ist Macht?

Während Energie die "Menge" der geleisteten Arbeit misst, gibt Leistung an, wie schnell die Arbeit erledigt werden kann. Energie ist definiert als die Rate der Erzeugung oder des Verbrauchs von Energie.

Die Standardeinheit der elektrischen Leistung ist das Watt. Dies ist definiert als ein Strom von einem Ampere, gedrückt durch eine Spannung von einem Volt. (Dies ist für AC nicht so einfach, aber wir werden das vorerst beschönigen.)

Für die meisten Leser ist der Unterschied offensichtlich, aber es ist sehr üblich, dass Energie und Energie austauschbar verwendet werden. Einfach ausgedrückt ist Leistung Energie pro Zeiteinheit. Leistung ist Watt. Energie ist Wattstunden.

Evolution der Energieerzeugung

In der Vergangenheit wurde die Energieerzeugung entweder durch menschliche oder tierische Arbeit, Verbrennung von Biomasse oder mechanische Umwandlung durchgeführt, um nützliche Arbeit für eine Aufgabe bereitzustellen. Die meisten werden heute noch verwendet (Windmühlen, Pferde, Hausbrände usw.), sind jedoch nicht so effizient oder skalierbar wie große Energieerzeugungssysteme wie Kraftwerke.

Die moderne Welt ist im täglichen Betrieb stark auf Elektrizität angewiesen, und deshalb werden wir den Artikel auf Systeme zur Erzeugung elektrischer Massenenergie beschränken.

Der größte Teil der heutigen Energieerzeugung stammt aus Kraftwerken unterschiedlicher Bauart, abhängig von der verwendeten Brennstoffquelle. In den meisten Fällen verbrauchen Kraftwerke Brennstoff, um Strom für die Massenverteilung zu erzeugen. Fast alle Kraftwerke verfügen über einen Wechselstromgenerator oder eine Lichtmaschine und einen Transformator zur Erzeugung und zum Transport von Strom, manchmal über sehr große Entfernungen.

Lichtmaschinen sind effektiv eine rotierende Maschine, die mechanische Arbeit durch die Relativbewegung von Magnetfeldern und Leitern in Elektrizität umwandelt. Die zum Drehen der Generatorwelle genutzte Energiequelle variiert stark und hängt hauptsächlich von der Art des verwendeten Kraftstoffs ab.

Die Internationale Energieagentur (IEA) schätzt, dass der weltweite Energieverbrauch 2014 13.699 Mtoe oder 5,74 × 10 betrug20 Joule. Mtoe steht für Million Tonnen Öläquivalent. Die folgenden von der IEA zusammengestellten Kreisdiagramme zeigen den geschätzten weltweiten Energieverbrauch zwischen 1973 und 2014.

Vergleich zwischen 1973 und 2014 globaler Energieverbrauch [Bildquelle: IEA]

Arten von Kraftwerken

Da Kraftwerke für die Massenerzeugung von Energie ausgelegt sind, werden heute in der Regel drei Arten eingesetzt. Die drei primären und zuverlässigen Quellen sind thermische, nukleare und hydroelektrische Quellen, wobei ein vierter Typ sich ständig verbessert und wächst - erneuerbar oder alternativ.

Wärmekraftwerk

Die mit Abstand konventionellsten Energieerzeugungssysteme, Wärmekraftwerke, erzeugen Strom mit einem angemessen hohen Wirkungsgrad. Diese Arten von Anlagen verbrennen fossile Brennstoffe wie Kohle, um Wasser zu kochen und überhitzten Dampf zu erzeugen, um innerhalb einer Turbine Strom zu erzeugen. Der Dampf dreht die Schaufeln der Turbine, die mechanisch mit einem Generatorrotor gekoppelt ist und nützlichen Strom für den Export erzeugt.

[Bildquelle: Pixabay]

Atomkraftwerk

Kernkraftwerke sind Wärmekraftwerken eigentlich gar nicht so unähnlich. Ein offensichtlicher Unterschied ist die Kraftstoffquelle. Der Hauptunterschied besteht darin, dass Kohlenwasserstoffe durch radioaktive Elemente wie Uran oder Thorium ersetzt werden. Der Ofen und der Kessel werden ebenfalls durch den Reaktor und den Wärmeaustauschschlauch ersetzt.

Während die Brennstoffquelle innerhalb der Reaktoren eine Kernspaltung erfährt, wird die erzeugte Wärme in den Wärmetauschern auf Wasser übertragen. Wie bei Wärmekraftwerken wird dann überhitzter Dampf zur Erzeugung und zum Export von Strom über eine Turbine, einen Generator und einen Transformator verwendet.

Hydroelektrisches Kraftwerk

Wasserkraftwerke nutzen die Kraft des Wassers unter dem Einfluss der Schwerkraft anstelle von Dampf und verwenden häufig einen Damm oder Fluss, um Wasser in einem Reservoir zu "speichern". Wenn das Wasser freigesetzt wird und durch die Turbine fließt, werden die Turbinenschaufeln gedreht und Strom wird ähnlich wie bei Wärme- oder Kernkraftwerken erzeugt.

Reservoirs werden entweder auf natürliche Weise durch den Wasserkreislauf wieder aufgefüllt oder mechanisch "geladen", indem Wasser von einem niedrigeren in ein höheres Reservoir gepumpt wird, das für die zukünftige Energieerzeugung bereit ist.

Ein kleines oder Mikro-Wasserkraftsystem kann genug Strom für ein Haus, eine Farm oder eine Ranch produzieren.

Die Erzeugung von Wasserkraft hat im Vergleich zu nuklearer oder thermischer Energie eine viel geringere Kapazität. Aus diesem Grund werden sie hauptsächlich zur Unterstützung von Wärme- und Kernkraftwerken während Spitzenlastzeiten eingesetzt.

In den USA entfällt rund Wasserkraft 10 Prozent der Energieerzeugung des Landes.

Hoover Dam [Bildquelle: Pixabay]

Alternative oder erneuerbare Energieerzeugung

Wie bereits erwähnt, stammt die Massenarbeitslast für den Globus aus thermischen, nuklearen oder Wasserkraftwerken. In den letzten Jahrzehnten haben alternative Erzeugungstechnologien in kleinerem Maßstab zugenommen. Sie werden häufig eingesetzt, um diskrete Anforderungen zu erfüllen, oder als Teil einer umfassenderen Energiepolitik, um die Notwendigkeit zu verringern, umweltschädlichere Kraftstoffquellen zu verbrauchen.

Diese fallen in die folgenden allgemeinen Kategorien:

1. Solarenergieerzeugung. (Nutzung der verfügbaren Sonnenenergie)

2. Geothermische Stromerzeugung. (Energie in der Erdkruste verfügbar)

3. Gezeitenkrafterzeugung (Nutzung der Kraft des Meeres)

4. Windenergieerzeugung (Energie aus den Windkraftanlagen)

Da die natürlichen Ressourcen im Laufe der Zeit erschöpft sind, werden diese Formen der Energieerzeugung in den kommenden Jahrzehnten und Jahrhunderten wahrscheinlich massiv weiter wachsen und sich weiterentwickeln. Dies kann auf schrittweise Verbesserungen bestehender Technologien oder auf die Schaffung völlig neuer und neuartiger Methoden zurückzuführen sein. Bei anderen Energieerzeugungssystemen werden große Fortschritte erzielt, und wir sehen, dass die Kernfusion "bald" zu unserem Energiemix hinzugefügt wird.

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