Erneuerbare Energien

0 Einleitung — Die Zukunft erneuerbarer Energien.- 1 Übersicht über die erneuerbaren Energiequellen.- 1.1 Einleitung zum Problem der erneuerbaren Energiequellen.- 1.2 Solarenergie.- 1.3 Hydroelektrizität.- 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 für das Bauelement.- 3.3 Bänderstruktur 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 Flüssigkeitsepitaxie (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 Pläne unter Einschluß 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 Ausführungsformen.- 10.3 Lagebeurteilung.- 11 Elektrotraktion.- 11.1 Allgemeines.- 11.2 Anforderungen an eine Traktionsbatterie.- 11.3 Überblick 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 Ernährung und Energie.- 14 Energie und industrielle Entwicklung.- 15 Umweltfragen.- 15.1 Einleitung.- 15.2 Klimaveränderung.- 15.3 Troposphärischer Ozon.- 15.4 Stratosphärisches Ozondefizit.- 15.5 Grundwasserprobleme.- 15.6 Entsorgung von Kernkraftwerken.- 15.7 Berücksichtigung der Umweltprobleme als Zusatzkosten zur Energieerzeugung — Vergleich mit erneuerbaren Quellen.- 16 Planung einer zukünftigen Energiequellenverteilung.- 17 Berechnung von Solaranlagen.- 17.1 Kleine Solaranlagen.- 17.2 Großkraftanlagen.- 17.3 Kostenvergleich, III-V-Technologie.- 17.3.1 Flachzellenanlagen.- 17.3.2 III-V-Konzentratorzellen mit Kogeneration.- 17.3.3 Berechnung der zusätzlichen Solarzellenfläche für den Betrieb einer Herstellung von Wasserstoff.- I Herstellung von Ammoniak.- II Einheiten und Umrechnungen.- Sachwortverzeichnis.