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Energie Macht Schule

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Was versteht man unter Smart Grid? Wie funktioniert eine Solarzelle? Was ist die Tortilla-Krise? Wer hat die Batterie erfunden? Was ist der Energieerhaltungssatz? Antworten und Erläuterungen zu vielen Begriffen und Fragen aus der Welt der Energie liefert unser Lexikon. In diesem sind aktuell rund 140 Fachbegriffe aus den Themenbereichen Energie, Energiewirtschaft und Energierohstoffe aufgeführt. Wählen Sie einen Anfangsbuchstaben oder scrollen Sie sich einfach durch das komplette Lexikon.

Energie von A bis Z

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Anreizregulierung

Aktualisiert!

Die Kosten für die Netzinfrastruktur werden über die Netzentgelte auf die Netznutzer und damit die Letztverbraucher im jeweiligen Versorgungsgebiet verteilt. Die Regulierungsbehörden von Bund (Bundesnetzagentur) und Ländern stellen sicher, dass die Netzentgelte angemessen und diskriminierungsfrei sind.

Seit dem Start der Anreizregulierung werden zusätzliche Effizienzvorgaben berücksichtigt. Die Netzentgelte für Haushaltskunden sind 2020 im Durchschnitt um 4,3 Prozent gestiegen. Das sind 0,32 Cent pro Kilowattstunde mehr.

Antriebstechnologien

NEU!

Elektroauto ist nicht gleich Elektroauto: Es gibt unterschiedliche Arten von Elektrofahrzeuen, die wiederum unterschiedlich geladen und angetrieben werden. Allgemein wird in der Technik als Antrieb die konstruktive Einheit definiert, über die mithilfe der Umformung von Energie eine Maschine wie beispielsweise ein Auto bewegt wird. Häufig ist dies ein Motor mit einem eventuell notwendigen Getriebe. Grundsätzlich können die Antriebsarten unterschiedlich bezeichnet werden. So unter anderem

  • nach der primären Energiequelle (z.B. Muskelkraft, Windkraft, Wasserkraft, Elektroantrieb oder Hybridantrieb,
  • nach dem Umsetzungsprinzip (z.B. Motorantrieb, Raketenantrieb, Turbinenantrieb),
  • nach der Art der Antriebsbewegung (z.B. Rotation oder Schwingung),
  • nach dem Teil, welches am Ende der Umsetzungskette steht (z.B. Direktantrieb, Zahnradantrieb, Propellerantrieb).

Elektrofahrzeuge besitzen unterschiedliche Ladetechnologien sowie unterschiedliche Antriebstechnologien. Neben ausschließlich batterieelektrisch betriebenen Fahrzeugen gibt es auch Hybridfahrzeuge. Dies bedeutet, dass sie sowohl einen Elektroantrieb als auch einen Verbrennungsmotor besitzen. Zusätzlich gibt es noch Fahrzeuge, bei denen die Energie für den Elektroantrieb über eine Brennstoffzelle gewonnen wird. Dabei wird der Elektromotor mit einem Enegieträger (z.B. Wasserstoff) versorgt. Die Brennstoffzelle als Energiewandler wird dagegen mit elektrischer Energie versorgt.

Allgemein unterscheidet man bei Elektrofahrzeugen folgende Antriebstechnologien:

Batterie-Elektrofahrzeug (BEV)

  • rein elektrischer Antrieb (Elektromotor)
  • kein Verbrennungsmotor, kein Treibstofftank und keine Abgasanlage,
  • HV-Batterie

Range-Extender (Serieller Hybrid, REEV)

  • elektrischer Antrieb durch einen starken Elektromotor
  • Verbrennungsmotor vorhanden; dieser dient jedoch nur zum Aufladen der Batterie

Plug-in-Hybrid (PHEV)

  • Antrieb über einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor
  • Fahrzeug erlaubt auch einen rein elektrischen Antrieb
  • Batterien kleiner als beim rein batteriebetriebenem Elektrofahrzeug (BEV) und dem Range-Extender-Elektrofahrzeug (REEV)
  • Verbrennungsmotor dient zur Unterstützung
  • Batterie muss extern über das Stromnetz geladen werden; eine Ladestation ist deshalb nötig

Parallel-Hybrid (HEV)

  • Antrieb erfolgt über Elektromotor und Verbrennungsmotor
  • Elektromotor unterstützt dabei den Verbrennungsmotor
  • Elektromotor und Batterie vorhanden

Atomausstieg

Aktualisiert!

Im Jahr 2000 vereinbarte die rot-grüne Bundesregierung mit den vier deutschen Kernkraftwerksbetreibern den sogenannten Atomkonsens. Kern ist, dass die deutschen Kernkraftwerke nach dem Erzeugen bestimmter Strommengen abgeschaltet werden. Am 31. Juni 2011 entschied der Deutsche Bundestag,

  • die im Herbst 2010 beschlossene Laufzeitverlängerung rückgängig zu machen,
  • acht Kernkraftwerke sofort abzuschalten und
  • die restlichen Kernkraftwerke bis spätestens 2022 stillzulegen.

Das Atomgesetz, genauer das Gesetz über die friedliche Verwendung der Kernenergie und den Schutz gegen ihre Gefahren, sieht bis 2022 einen kompletten Ausstieg aus der Kernenergie vor. Auslöser für diese tiefgreifenden politischen Entscheidungen war die Nuklearkatastrophe von Fukushima in Japan im März 2011.

 

Atomkraftwerke in Deutschland - Abschaltung der noch betriebenen Reaktoren gemäß Atomgesetz (AtG)

Atomkraftwerke in Deutschland - Abschaltung der noch betriebenen Reaktoren gemäß Atomgesetz (AtG); Quelle: Bundesministerium für Umwelt und nukleare Sicherheit

Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit

 

Aufwindkraftwerk

Aktualisiert!

Es besteht aus einem kaminartigen Turm, um den ein kreisförmiges Glasdach angebracht ist. Unter diesem Dach passiert folgendes:

1. die Luft erhitzt sich durch die Sonneneinstrahlung wie in einem Treibhaus,
2. steigt nach oben und
3. entweicht durch den zentralen Kamin.

Im Kamin werden Turbinen durch die aufsteigende Luft angetrieben, die über einen Generator Strom erzeugen. Ein Aufwindkraftwerk mit einer Leistung von 200 Megawatt, kurz MW, würde einen Kollektor von acht Kilometern Durchmesser und einen 1.000 Meter hohen Kamin benötigen.

Eine Versuchsanlage in Manzanares in Spanien hatte einen Kollektordurchmesser von 244 Metern und eine Kaminhöhe von 195 Metern. Damit erreichte sie eine Leistung von 50 Kilowatt, kurz kW. Die Vertikalachsenturbine wurde am unteren Ende der Turmröhre aufgestellt. 1989 wurde die Anlage durch einen Sturm zerstört.

Das Aufwindkraftwerk Wuhai ist derzeit das einzige in Betrieb befindliche Aufwindkraftwerk der Welt. Das in der Nähe der chinesischen Stadt Wuhai in einem Wüstengebiet der Inneren Mongolei gelegene Kraftwerk hat eine installierte Leistung von 200 kW. Es ging am 10. Dezember 2010 in Betrieb.

 

Funktionsprinzip eines Aufwindkraftwerks

Schaubild Funktionsprinzip eines Aufwindkraftwerks

Automation

Die Anfänge der Automatisierung sind wohl fast so alt wie die Menschheit selbst. Wo immer der Mensch erkannte, dass er Energien der Natur wie Wasserkraft oder Arbeitstiere nutzen konnte, erfand er entsprechende Geräte und Technologien, um sich die Arbeit zu erleichtern und produktiver zu machen. Typisches Beispiel dafür sind unter anderem das Rad, der Pflug, die Mühle, das Wasserrad oder der Webstuhl. Dieser existierte bereits im Neolithikum. Windmühlen finden sich schon bei den Sumerern, also rund 3.500 vor Christus. Heute wird Automation als die durch technischen Fortschritt realisierte Übertragung von Arbeit vom Menschen auf Maschinen definiert.

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