Die unverzichtbare Rolle der Elektrizität im Alltag und in der modernen Gesellschaft

Energie ist die Grundvoraussetzung für die wirtschaftliche Entwicklung eines Landes. Zahlreiche Funktionen des modernen Lebens kommen zum Erliegen, wenn die Energieversorgung unterbrochen wird. Der tatsächliche Beitrag der Energie zum Aufbau der heutigen Entwicklung lässt sich kaum ermessen. Die Verfügbarkeit großer Energiemengen resultiert aus menschlichem Einsatz und führt zu höherer landwirtschaftlicher und industrieller Produktion. Je größer der Pro-Kopf-Energieverbrauch eines Landes, desto höher der Lebensstandard seiner Bevölkerung.

Energie existiert in der Natur in verschiedenen Formen, doch die wichtigste Form ist die elektrische Energie. Die heutige Welt ist in hohem Maße auf elektrische Energie angewiesen – sie ist praktisch zu einem festen Bestandteil unseres Lebens geworden.

Bedeutung der elektrischen Energie

Energie wird als Wärme, Licht, Antriebsleistung usw. benötigt. Der heutige Fortschritt in Wissenschaft und Technik ermöglicht die Umwandlung einer Energieform in eine andere gewünschte Form. Elektrische Energie ist anderen Energieformen aufgrund folgender Gründe überlegen:

• Praktische Form: Elektrische Energie lässt sich im Vergleich zu anderen Energieformen sehr bequem in die gewünschte Form umwandeln. Beispiel: Um elektrische Energie in Wärme umzuwandeln, genügt die Leitung durch einen hochohmigen Draht (Heizung). Für Licht nutzt man eine Glühbirne, für mechanische Energie einen Elektromotor.
• Einfache Steuerung: Elektrisch betriebene Maschinen verfügen über sehr einfache und praktische Steuerungs- und Bedientechniken. Ein Elektromotor lässt sich per Schalter starten oder stoppen; mit einer einfachen Anordnung kann die Drehzahl in einem Bereich geregelt werden.
• Flexibilität: Der wichtigste Vorteil elektrischer Energie ist ihre Flexibilität. Sie lässt sich mit Leitern problemlos von einem Ort zum anderen transportieren.
• Kostengünstig: Elektrische Energie ist die wirtschaftlichste Energieform. Sie ist deutlich günstiger als andere Energien und findet breite Anwendung im Haushalt, in der Industrie und im Gewerbe.
• Hoher Übertragungswirkungsgrad: Die Verbraucher elektrischer Energie befinden sich meist weit entfernt von den Erzeugungszentren. Elektrische Energie kann über Freileitungen bequem und effizient vom Erzeuger zum Verbraucher transportiert werden.

Welche Energiequellen stehen für die Erzeugung elektrischer Energie zur Verfügung?

Elektrische Energie wird aus verschiedenen in der Natur vorkommenden Energieformen erzeugt. Ein Überblick über die Energiequellen ist wichtig.

• Die Sonne: Die Sonne ist die ultimative Energiequelle auf der Erde und gilt als Primärenergiequelle. Sie strahlt Energie als Licht und Wärme ab. Diese Wärme kann Dampf erzeugen, der über Turbine und Generator elektrische Energie produziert. Nachteil: Große Flächen werden benötigt, auch für kleine Energiemengen; bei Bewölkung oder nachts keine Erzeugung. Dennoch gibt es Standorte, wo diese Methode effizient und wirtschaftlich ist, da die Betriebskosten nahezu null betragen.
• Der Wind: Windenergie kann dort genutzt werden, wo über längere Zeiträume Wind weht. Sie treibt kleine Generatoren an. Für kontinuierliche Stromversorgung werden Batterien angeschlossen, die bei Windstille Energie liefern. Wartungs- und Betriebskosten sind vernachlässigbar, doch die Energieausbeute ist gering und schwankend.
• Wasser: Gespeichertes Wasser besitzt aufgrund des Höhenunterschieds potenzielle Energie. Diese wird über Turbine und Generator in mechanische und dann in elektrische Energie umgewandelt. Aufgrund niedriger Produktions- und Wartungskosten ist diese Methode weltweit sehr beliebt.
• Brennstoffe: Mineralische Brennstoffe sind die wichtigsten Energiequellen: feste Brennstoffe (Kohle), flüssige (Öl) und gasförmige (Erdgas). Die entstehende Wärmeenergie wird über Dampfmaschine oder Dampfturbine in mechanische und dann in elektrische Energie umgewandelt. Die Reserven nehmen jedoch stetig ab, und die Verbrennung erzeugt umweltschädliche Abfälle.
• Kernenergie: Durch den Einsatz von Kernwaffen im Zweiten Weltkrieg wurde entdeckt, dass Kernbrennstoffe durch Spaltung von Uran und anderen spaltbaren Materialien enorme Wärmemengen freisetzen. 1 kg Kernbrennstoff erzeugt Wärmeenergie, die der von 4.500 t Kohle entspricht. Die Wärme dient zur Dampferzeugung für Turbine und Generator. Das Hauptproblem: die Entsorgung des radioaktiven Abfalls.