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Energie geht nicht verloren

(Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz)

                                                                                                                                    

Begriffe
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Gut zu wissen ...

Hier finden Sie die wichtigsten Begriffe zum Thema Energie erläutert. Öffnen und schließen Sie den jeweiligen Beitrag durch Klick auf die Themenzeile:

Energie

Die Urform der Energie ist Wärme. Aus ihr werden alle anderen Energieformen durch Umwandlung gewonnen. 

Energie-Speicher

Wenn Energie zu einem anderen Zeitpunkt gebraucht wird als sie zur Verfügung steht, muss sie gespeichert werden. Jede Energieform erfordert hierzu spezielle Speicher, die wiederum davon abhängen, wie lang die Zeit zwischen Speicherung und Verwendung ist. 

Die bekannteste Form des Energiespeichers ist die Batterie bzw. der Akku. Bei der Speicherung wird beim Hersteller (Batterie) oder beim Verbraucher am Ladegerät (Akku) elektrische Energie (Strom) in chemische Energie umgewandelt. Bei der Energieverwendung wird diese chemische Energie wieder in elektrische Energie (Strom) umgewandelt und für einen speziellen Zweck verwendet. Für diesen Zweck wird dieser Strom in einem weiteren Schritt schließlich in die gewünschte Energieform umgewandelt: Bewegung, Wärme, Licht usw.

Die für uns Heizungsbauer wichtigste Energieform ist Wärme. Wärme kann in einem Wärmespeicher für spätere Verwendung aufbewahrt werden. Wärme wird ohne Umwandlung in eine andere Form direkt in einem Medium gespeichert, indem dieses auf eine höhere Temperatur erhitzt wird. Mit elektrisch erzeugter Wärme werden in Nachtspeicheröfen Steine erhitzt. Tagsüber gibt ein solcher Ofen durch seine hohe Temperatur die Wärme mittels Strahlung oder Gebläse an den Raum ab. 

Ein anderes Medium zur Speicherung von Wärme(energie) ist Wasser. Die modernen Energiespeicher einer Heizungsanlage sind gut isolierte Wasserbehälter, die in der Lage sind, die Temperatur des Wassers über viele Sunden auf hohem Niveau zu halten. 

Energie-Transport

Wenn Energie an einem anderen Ort verwendet werden soll als wo sie verfügbar ist, muss sie transportiert werden. Die bekannteste Form des Energietransports ist die elektrische Leitung. Der Strom wird in einem Kraftwerk (aus anderen Energieformen) erzeugt und soll im Haushalt verwendet werden. Kraftwerk und Haushalt sind hierfür über eine elektrische Leitung (das Stromnetz) verbunden. 

Über ein Fernwärme-Netz wird Wärme als heißes Wasser von einem Heizwerk zu den Wohnungen transportiert und dort über Heizkörper an die Wohnungen abgegeben. 

Kohle wird aus natürlichen Lagerstätten abgebaut, zum Verwendungsort (z.B. Kraftwerk) transportiert, dort mittels Verbrennung über die Zwischenform Wärme in Strom umgewandelt und anschließend über das Leitungsnetz zum Verbraucher transportiert.

Kraftstoff wird in einer Raffinerie gewonnen, zum Tanklager und zu den Tankstellen transportiert, im Kraftfahrzeug mitgeführt und auf der Fahrt an unterschiedlichen Orten durch Verbrennung in Wärme- und dann sofort in Bewegungsenergie umgewandelt. 

Andere fossile Brennstoffe werden ebenfalls in der Raffinerie gewonnen (Heizöl, Flüssiggas), zum entsprechenden Tank eines Hauses transportiert oder aus Lagerstätten gefördert (Erdgas) und über ein Leitungsnetz der häuslichen Gasheizung zugeleitet, wo mittels Verbrennung wieder Wärme erzeugt wird.

Energie-Verbrauch

Energieverbrauch ist die Umwandlung einer Energieform in eine andere, die für einen aktuellen Zweck eingesetzt wird. Je öfter die Energie auf dem Weg von der Quelle bis zum Verbraucher in eine andere Form umgewandelt wird, umso größer ist der Energie-Verlust.

Energie-Verlust

„Verlorene“ Energie ist nicht verloren, sondern lediglich für uns nicht mehr unmittelbar nutzbar. Diese nicht mehr zur Verfügung stehende Energie nennen wir „Energieverlust“. 

Energie-Verlust tritt fast immer in Form von Wärme auf. Wo diese „Abwärme“ dennoch genutzt wird, steigt der Wirkungsgrad. Diesen Effekt machen sich Brennwert-Heizsysteme zunutze. 

Erneuerbare Energie

Energie wird niemals erneuert, sondern immer nur umgewandelt – in eine andere Form. Erneuerbar ist die Energie nur scheinbar, weil sie ständig ersetzt wird – durch die tägliche Sonneneinstrahlung. Hierbei wird die Energie der Sonne mittels Strahlung zur Erde transportiert. Der Energievorrat der Sonne ist für menschliche Maßstäbe nahezu unendlich. 

Die Natur hat Sonnenenergie in der Vergangenheit über Jahrmillionen in der Erde abgespeichert:

  • in Form von Erdwärme (im Kern bis hoch zu den tieferen Schichten, aus denen Vulkane entstehen) und
  • in höheren Schichten in Form von fossilen Brennstoffen (Kohle, Erdgas, Erdöl), die wir seit Beginn der Industrialisierung fördern und durch Verbrennung wieder in Wärme umwandeln.

Diese fossilen Brennstoffe werden nicht erneuert und sind daher in der Menge begrenzt.

Die tägliche Sonneneinstrahlung hält alle biologischen und physikalischen Prozesse (Photosynthese, Wasserkreislauf, Wetter usw.) in Gang.

Diese tägliche Sonneneinstrahlung und alle Energieformen, die mittelbar oder unmittelbar daraus entstehen (Strom aus Licht, Wind, Wasserkraft, Biogas - Wärme aus Luft, Grundwasser, Erdreich), nennen wir „erneuerbare Energie“.

 

Wirkungsgrad

Bei jeder Energieumwandlung und bei jedem Energietransport entsteht Wärme. Auch wenn Wärme die gewünschte Energieform für den aktuellen Zweck ist, verschwindet ein Teil davon („Abwärme“) ungenutzt in der Umgebung und steht nicht mehr unmittelbar zur Verfügung. Der prozentuale Anteil der genutzten Energie an der insgesamt eingesetzten und umgewandelten Energie wird „Wirkungsgrad“ genannt.

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