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Energiemix - Strommix in Deutschland:

Energiemix beim Strom - Strommix:

Der in deutsche Haushalte gelieferte Strom besteht fast ausschließlich aus verschiedenen Stromerzeugungsarten und verschiedenen Energiequellen. Dieser Energiemix im Strom ist der Strommix. Hier einige typische Stromerzeugungsarten, mit denen der Strom hergestellt wird:

Solarenergie aus Solarzellen - Photovoltaik:

Solarenergie aus der Sonne kann Strom über Photovoltaik - Anlagen, Solarzellen, erzeugen. Photovoltaik - Anlagen, Solarzellen, bestehen aus flachen Modulen, deren Oberflächen in Richtung der Sonne ausgerichtet sind. Trifft die Sonne mit ihren Strahlen als Solarenergie auf das Photovoltaik - Element, kommt es zu einem physikalischen Vorgang, bei dem Photonen des Sonnenlichts beim Auftreffen auf das meistens mit Silizium im Kern bestückte Photovoltaik - Element Elektronen aus den Siliziumatomen innerhalb des Photovoltaik - Elements der Solarzellen erzeugen und mit diesen Elektronen dann die elektrische Spannung aufbauen. Je größer die Photovoltaik - Elementefläche der Solarenergie Solarzellen, desto größer die elektrische Spannung. Es ist übrigens das gleiche Prinzip, für dessen Entdeckung Albert Einstein 1921 den Physik-Nobelpreis erhielt.

Windenergie - Windkraft aus dem Windrad:

Die kostenlose Windenergie wird durch die Windkraft - Anlage, auch Windrad genannt, genutzt. Dabei besteht das Windrad aus einem annähernd runden Turm, der fest im Boden verankert ist. Auf dem Turm ist die Gondel montiert. Die Gondel hat außen einen Rotor, der durch die Windkraft und Windenergie angetrieben wird. Der Rotor ist über eine Welle im inneren der Gondel mit einem Generator verbunden, der durch die aus der Windkraft und Windenergie resultierenden Drehbewegung wie bei einem Fahrraddynamo Strom erzeugt. Wichtig ist der Standort vom Windrad, abhängig von Windkraft und Windenergie. Vorrangig gebirgische Gegenden mit wenig Windhindernissen wie Wäldern oder Gebäuden sowie Offshore - Windenergie - Anlagen, also Windkraft - Anlagen im Meer, sind die effektivsten und windreichsten Standorte für ein Windrad.


Bild: Schematischer Aufbau einer Windkraft - Anlage, angetrieben durch Windenergie.

Wasserkraft - Wasserenergie aus Wasserkraft-Anlagen:

Die Wasserkraft ist wie die Windenergie in der Natur kostenlos vorhanden. Wasserkraft bzw. Wasserenergie für die Erzeugung von Strom zu nutzen ist aber nicht so ganz einfach. Häufig wird die Wasserkraft bzw. Wasserenergie über einen Staudamm, einen Pumpspeicherkraftwerk oder selten aus Wasserrädern an kleinen Flüssen genutzt. Bei Wasserkraft aus dem Staudamm wird das angestaute Wasser innerhalb des Staudammes über Rohrleitungen in einen Turbinenraum im Damminneren geleitet. Das Wasser trifft mit hohem Druck auf die Turbinenschaufeln auf und treibt die Turbine und damit auch den mit der Turbine verbundenen Generator an. Im Generator wird der Strom dann erzeugt und ins öffentliche Netz eingespeist. Beim Pumpspeicherkraftwerk gibt es statt einem Staudamm ein meist mehr als 100m höher gelegenes Wasserbecken und ein auf gleicher Höhe gelegenes Wasserbecken. Nachts, bei schwachem öffentlichen Stromverbrauch, wird das Wasser billig nach oben gepumpt. Tagsüber bei Spitzenverbrauch an Strom lässt man das Wasser nach unten laufen über die Turbine und erzeugt den Strom.

Biomasse - Bioenergie aus natürlichen Rohstoffen:

Strom bzw. Bioenergie über Biomasse - Anlagen herzustellen ist eine Möglichkeit, aus landwirtschaftlichen Produkten Energie naturnah zu produzieren. Im Biomasse - Kraftwerk, meist im ländlichen Raum gelegen, werden nachwachsende Rohstoffe, kurz Nawaro, z.B. Mais oder Getreide mit speziellen Bakterien versetzt um vergoren zu werden. Bei diesem Gärprozess entsteht Gas, das aus den Gärbehältern abgesaugt, nachbehandelt und gespeichert wird: das Biogas. Mit diesem Gas als Biogas können beispielsweise Blockheizkraftwerke gespeist werden, die über einen Verbrennungsmotor verfügen, der dann Wärme und Strom erzeugen kann.

Kraft-Wärme-Kopplung KWK - Blockheizkraftwerk oder Gasturbinenkraftwerk:

Strom über Kraft-Wärme-Kopplung KWK zu erzeugen ist eine gängige Methode, dezentral elektrischen Strom herzustellen. Dabei werden natürliche Ressourcen wie Erdgas und Biogas und bei kleineren Kraft-Wärme-Kopplung KWK - Anlagen auch einmal Mineralöl wie Diesel oder pflanzliches Biodiesel o.ä. eingesetzt. Zur Kraft-Wärme-Kopplung KWK gehört beispielsweise das Gasturbinen-Kraftwerk oder das Blockheizkraftwerk. Gasturbinen-Kraftwerke können größere Städte mit Wärme und Strom versorgen, das Blockheizkraftwerk ist eher im kleineren Versorgungsbereich vom Einfamilienhaus bis zu ganzen Wohnsiedlungen effektiv. Bei diesen Kraft-Wärme-Kopplung KWK - Anlagen wird über den Brennstoff Wärme erzeugt. Beim Gasturbinen-Kraftwerk treibt diese Wärme eine Turbine an, die mit einem angeschlossenen Generator den Strom erzeugt. Beim Blockheizkraftwerk treibt der Brennstoff einen Verbrennungsmotor an, welcher über eine Welle mit dem Stromgenerator verbunden ist.

Kohlekraftwerk - Energieträger Braun- und Steinkohle:

Das Kohlekraftwerk ist der Klassiker unter den Kraftwerken zur Erzeugung von elektrischem Strom. Mit einem Kohlekraftwerk werden nicht nur Städte sondern ganze Regionen mit Strom versorgt. Oft sind diese Kohlekraftwerke schon von weitem an ihren großen Kühltürmen, aus denen weißer Wasserdampf steigt, zu erkennen. Der Brennstoff bei der Stromerzeugung ist dabei überwiegend Braun- und Steinkohle. Dieser Brennstoff erzeugt in einem großen Dampferzeuger aus Frischwasser oder Kondensatwasser unter großer Hitze den Wasserdampf, der unter hohem Druck über mehrere Stufen Turbinen antreibt, welche wiederum mit den Stromgeneratoren zur Erzeugung von Strom verbunden sind. Die Aufgabe der überdimensionalen Kühltürme ist es, den heißen Wasserdampf wieder in Wasser umzuwandeln. Ein Teil dieses Wassers wird wieder in die Dampferzeugung transportiert, für nahegelegene Fischzuchten genutzt oder zur Beheizung von Gewächshäusern verwendet.


Bild: Schema des Kreislaufs eines mit Braunkohle beheizten Kondensationskraftwerk in Deutschland mit beispielsweise 800 MW Leistung.

Kernkraftwerk - Strom aus Atomkraft im Atomkraftwerk:

Im Kernkraftwerk erfolgt die gesellschaftlich umstrittenste Erzeugung von elektrischem Strom. Grund: Brennstoff sind hier hochradioaktive Kernbrennstäbe, welche nach ihrer Verwendung besonders aufbereitet und gelagert werden müssen. Diese Kernbrennstäbe werden im Atomkraftwerk in sogenanntem schwerem Wasser gelagert, um ihre Radioaktivität vor der Umwelt zu schützen. Die aktiven Kernbrennstäbe im Kernkraftwerk erzeugen ein hohes Maß an Wärme, daher müssen sie immer mit Wasser gekühlt werden. Dieses heiße Wasser wird zum Dampferzeuger geleitet, in welchem anderes Wasser erhitzt und zu Wasserdampf wird. Der weitere Weg der Erzeugung von Strom ähnelt dem von Kohlekraftwerken: heißer Wasserdampf treibt Turbinen an, diese treiben dann die Stromgeneratoren an, Wasserdampf wird in Kühltürmen wieder runtergekühlt und dem Dampferzeuger-Kreislauf zugeführt. Strom ist erzeugt.

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