Für den Ausbau erneuerbarer Energien ist die Forschung essenziell. So kommen wir weg von der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen.
Ein Beispiel zur Verbesserung & Neuentwicklung von Technologien
Bisher gibt es stationäre Solarzellen auf Häusern und als Sonnenpark zur Erzeugung von Solarstrom oder Solarwärme. Außerdem gibt es bereits elektrisch angetriebene Fahrzeuge, die aber zum Aufladen auf eine Steckdose in der eigenen Garage oder an einer Tankstelle angewiesen sind. Dies schränkt die Reichweite und die dauerhafte Nutzung von Elektro-Fahrzeugen bisher stark ein. In Zukunft sollen die Solarzellen daher direkt auf den Fahrzeugen montiert werden, um die Batterien permanent während der Fahrt und des Parkens aufzuladen und somit eine nahezu permanente Nutzung zu erreichen. Dazu muss aber der Wirkungsgrad der Solarzellen und die Speicherfähigkeit der Akkus noch stark verbessert werden, bei gleichzeitigem Gewichts- und Größenverlust, versteht sich.
Im Einzelnen sind Schwerpunkte der Forschung bei den einzelnen Erneuerbaren Energien:
Sonnenenergie
Solarthermie: Entwicklung neuer Kraftwerksysteme, Hybridtechnik (zum Beispiel in Verbindung mit PV oder Bioenergie), Erhöhung der Resistenz gegenüber Witterung und extremem Klima (Wüste), Integration digitaler Technologien zur Optimierung in der Anlagenkonzeption, Betrieb und Wartung, verbesserte Simulationsverfahren zur Bestimmung des Alterungsprozesses, alternative Fluide mit erweitertem Temperaturbereich bis 1000 Grad, Entwicklung kostengünstiger Reflektoren, Studien (Screening) etc.
Photovoltaik: Entwicklung von Stapelzellen zur Erhöhung des nutzbaren Spektrums, Verringerung des Reflexionsgrades, Materialeinsparung durch dünnere Strukturen, Dünnschichttechnologien, Kostenreduzierung bei der Produktion, laser- und druckbasierte Layer, organische und gedruckte Module, Konzentrator-Solarzellen, Verkapselung zur Erhöhung der Lebensdauer, verbesserte Regelungstechnik und Wechselrichter, verbessertes Recycling etc.
Geothermie
Optimierung der Tiefen- und oberflächennahen Erkundung, verbesserte Betriebssicherheit und Integration in bestehende Netze, optimierte Regeltechnik in Verbindung mit Wärmepumpen etc.
Wasserenergie
Hier konzentriert sich die Forschung auf die Entwicklung effizienterer Turbinen und die Optimierung bestehender Anlagen. Ferner wird im Bereich Wellenenergie und Tidenhub geforscht, allerdings ausschließlich für den Export. Nord- und Ostsee bieten keine ausreichende Energie bei zu geringem Tidenhub und Wellenhöhe.
Biomasse
Insbesondere in der Nutzung von Abfällen wie Bioabfall und Grünschnitt gibt es noch ein erhebliches Wachstumspotenzial. Weiterentwicklung von Stromerzeugung im kleinen Leistungsbereich und kombinierte „Polygeneration“, die gleichzeitig Strom, Wärme und Kraftstoffe aus Biomasse produziert.
Resumé
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass trotz einiger negativen Aspekte und Auswirkungen auf die Umwelt die Nutzung und der Ausbau der Erneuerbaren Energien grundsätzlich nicht nur ein richtiger, sondern sogar der einzige mögliche Schritt aus der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und der Verbesserung der Umweltbilanz ist.
Durch einen umweltbewussten Umgang mit der Natur können wir Gesundheit und Wohlergehen aller Menschen steigern und somit für soziale Gleichheit aller sorgen.
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