Karima A. Mahmoud Libros

Grüner Wasserstoff ist ein Brennstoff, der durch Elektrolyse von Wasser mit Strom aus kohlenstoffarmen Energiequellen gewonnen wird. Es handelt sich um einen sauberen Brennstoff, bei dessen Verbrennung in einer Brennstoffzelle nur Wasser entsteht. Er kann aus einer Vielzahl heimischer Ressourcen wie Erdgas, Kernkraft, Biomasse und erneuerbaren Energien wie Sonne und Wind hergestellt werden. Diese Eigenschaften machen es zu einer attraktiven Kraftstoffoption für den Transport und die Stromerzeugung. Er kann in Autos, in Häusern, für tragbare Stromerzeugung und in vielen weiteren Anwendungen eingesetzt werden. Außerdem ist es ein Energieträger, der zur Speicherung, zum Transport und zur Lieferung von aus anderen Quellen erzeugter Energie verwendet werden kann.

Bei der derzeit führenden Technologie zur Erzeugung von Wasserstoff in großen Mengen, der Dampf-Methan-Reformierung, wird Wasserstoff aus Methan gewonnen. Bei dieser Reaktion werden jedoch fossiles Kohlendioxid und Kohlenmonoxid in die Atmosphäre freigesetzt, bei denen es sich um Treibhausgase handelt, die nicht zum natürlichen Kohlenstoffkreislauf gehören und somit zum Klimawandel beitragen. Bei der Elektrolyse wird Strom durch Wasser geleitet, um die Wasserstoff- und Sauerstoffatome zu trennen. Bei dieser Methode können Wind, Sonne, Erdwärme, Wasser, fossile Brennstoffe, Biomasse, Kernkraft und viele andere Energiequellen genutzt werden. Die Gewinnung von Wasserstoff aus diesem Verfahren wird als praktikabler Weg untersucht, um ihn im Inland zu geringen Kosten zu produzieren.

Photovoltaikanlagen wandeln Licht in elektrischen Gleichstrom (DC) um, indem sie den photoelektrischen Effekt ausnutzen. Solar-PV hat sich zu einer schnell wachsenden Multi-Milliarden-Industrie entwickelt, verbessert kontinuierlich ihre Kosteneffizienz und hat zusammen mit CSP das größte Potenzial aller erneuerbaren Technologien. Konzentrierte Solarenergiesysteme (CSP) verwenden Linsen oder Spiegel und Nachführsysteme, um einen großen Bereich des Sonnenlichts in einen kleinen Strahl zu bündeln. PV verwendet Solarzellen, die zu Solarmodulen zusammengesetzt sind, um Sonnenlicht in Strom umzuwandeln. PV-Systeme reichen von kleinen, privaten und kommerziellen Aufdach- oder gebäudeintegrierten Installationen bis hin zu großen Photovoltaik-Kraftwerken im industriellen Maßstab. Die vorherrschende PV-Technologie ist kristallines Silizium, während die Dünnschicht-Solarzellentechnologie etwa 10 Prozent des weltweiten Photovoltaik-Einsatzes ausmacht. In den letzten Jahren hat die PV-Technologie ihre Stromerzeugungseffizienz verbessert, die Installationskosten pro Watt sowie die energetische Amortisationszeit reduziert und bis 2014 in mindestens 30 verschiedenen Märkten die Netzparität erreicht. Gebäudeintegrierte Photovoltaik- oder "Onsite"-PV-Systeme nutzen vorhandene Flächen und Strukturen und erzeugen Strom in der Nähe des Verbrauchsortes.

Die Energiewende ist ein bedeutender Strukturwandel in einem Energiesystem. Historisch gesehen wurden diese Veränderungen durch die Nachfrage nach und die Verfügbarkeit von verschiedenen Brennstoffen angetrieben. Der aktuelle Übergang zu erneuerbaren Energien und vielleicht auch zu anderen Arten nachhaltiger Energie unterscheidet sich davon, da er größtenteils von der Erkenntnis angetrieben wird, dass die globalen Kohlenstoffemissionen auf Null gebracht werden müssen, und da fossile Brennstoffe die größte Einzelquelle für Kohlenstoffemissionen sind, müssen wir die Energiesysteme weltweit ändern, um fossile Brennstoffe zu ersetzen. Der Begriff "Energiewende" könnte auch eine Neuausrichtung der Politik umfassen, und das ist in der öffentlichen Debatte über Energiepolitik oft der Fall. Dies könnte zum Beispiel eine Neuausrichtung von Angebot und Nachfrage und eine Verlagerung von zentraler zu dezentraler Erzeugung bedeuten, zum Beispiel die Erzeugung von Wärme und Strom in sehr kleinen Blockheizkraftwerken, dieÜberproduktion und vermeidbaren Energieverbrauch durch Energiesparmaßnahmen und Effizienzsteigerung ersetzen sollen. In einem weiteren Sinne könnte die Energiewende auch eine Demokratisierung der Energie oder eine Entwicklung hin zu mehr Nachhaltigkeit bedeuten.

Unter Wellenkraft versteht man die Nutzung der Energie von Windwellen für nützliche Zwecke, z. B. zur Stromerzeugung, Wasserentsalzung oder zum Pumpen von Wasser. Eine Maschine, die die Wellenkraft nutzt, ist ein Wellenenergiekonverter (WEC). In dieser Hinsicht unterscheidet sich die Wellenkraft von der Gezeitenkraft, die die Energie der durch die Anziehungskraft von Sonne und Mond verursachten Strömung nutzt. Wellen und Gezeiten unterscheiden sich auch von den Meeresströmungen, die durch andere Kräfte wie brechende Wellen, Wind, den Carioles-Effekt, Kabbelung sowie Temperatur- und Salzgehaltsunterschiede verursacht werden. Im Vergleich zu anderen etablierten erneuerbaren Energiequellen wie Windkraft, Wasserkraft und Solarenergie ist die Wellenenergieerzeugung keine weit verbreitete kommerzielle Technologie. Dennoch gibt es seit mindestens 1890 Versuche, diese Energiequelle zu nutzen, vor allem wegen ihrerhohen Leistungsdichte.

Experimentelle Projekte von Solarstraßen haben sich auf der ganzen Welt vervielfacht: Die Potenziale sind endlos, aber viele Zweifel bleiben. Denken Sie an die kilometerlangen Straßen auf der ganzen Welt, was wäre, wenn diese Straßen Energie erzeugen könnten? So sind nach verschiedenen Studien etwa 0,2 bis 0,5 % der Erdoberfläche von Straßen bedeckt. Es wird erwartet, dass dieser Prozentsatz bis 2050 um 60 % ansteigen wird. Das ist eine beeindruckende Menge an Land, die der Natur einfach weggenommen wird und eine starkeUmweltauswirkungen. Aber wie kann dieser Trend in eine positive Auswirkung für die Umwelt umgewandelt werden? Jüngste technologische Innovationen in Bezug auf die neueste Generation von Photovoltaik-Paneelen, können nun mit einer hyperresistenten Struktur schweren Fahrzeugbelastungen standhalten. Die Verwendung dieser bahnbrechenden Solarpaneele könnte unsere traditionellen Asphaltstraßen in riesige Stromerzeuger verwandeln.

Das intelligente Netz nutzt Technologien wie die Zustandsschätzung, verbessert die Fehlererkennung und ermöglicht die Selbstheilung des Netzes ohne den Einsatz von Technikern. Dadurch wird eine zuverlässigere Stromversorgung gewährleistet und die Anfälligkeit für Naturkatastrophen oder Angriffe verringert.Auch wenn das intelligente Stromnetz mit mehreren Trassen angepriesen wird, gab es auch im alten Netzmehrere Trassen. Ursprünglich wurden die Stromleitungen im Netz nach einem radialen Modell gebaut, später wurde die Konnektivität über mehrere Routen gewährleistet, was als Netzstruktur bezeichnet wurde. Dies führte jedoch zu einem neuen Problem: Wenn der Stromfluss oder die damit verbundenen Effekte im Netz die Grenzen eines bestimmten Netzelements überschreiten, könnte dieses ausfallen, und der Strom würde auf andere Netzelemente umgeleitet, die schließlich ebenfalls ausfallen könnten, was zu einem Dominoeffekt führen würde. Eine Technik, um dies zu verhindern, ist der Lastabwurf durch Rolling Blackout oder Spannungsabsenkung (Brownout).

Gold ist ein chemisches Element mit dem Symbol Au (von lateinisch: aurum) und der Ordnungszahl 79. Damit gehört es zu den Elementen mit höherer Ordnungszahl, die in der Natur vorkommen. In reiner Form ist es ein helles, leicht orange-gelbes, dichtes, weiches, formbares und dehnbares Metall. Chemisch gesehen ist Gold ein Übergangsmetall und ein Element der Gruppe 11. Es ist eines der am wenigsten reaktiven chemischen Elemente und ist unter Standardbedingungen fest. Gold kommt häufig als freies Element (nativer Zustand) in Form von Nuggets oder Körnern in Felsen, Adern und Schwemmland vor. Es kommt in festen Lösungen mit dem nativen Element Silber (als Elektrum) vor, in natürlichen Legierungen mit anderen Metallen wie Kupfer und Palladium und in mineralischen Einschlüssen, wie z. B. in Pyrit. Seltener kommt es in Mineralien als Goldverbindungen vor, oft mit Tellur (Goldtelluride).

Obwohl die Windenergie eher Strom als flüssige Brennstoffe erzeugt und daher in den meisten Anwendungsbereichen (insbesondere im Verkehr) kein unmittelbarer Ersatz für Erdöl ist, verstärkte die Angst vor einer Erdölverknappung die Dringlichkeit des Ausbaus der Windenergie noch. Frühere Ölkrisen hatten bereits dazu geführt, dass viele Versorger und industrielle Nutzer von Erdöl auf Kohle oder Erdgas umstiegen. Die Windenergie hat das Potenzial, Erdgas bei der Stromerzeugung auf Kostenbasis zu ersetzen.Bis 2021 wird die Windenergie 4872 Terawattstunden produzieren, was 2,8 % der gesamten Primärenergieproduktion und 6,6 % der gesamten Stromproduktion entspricht. Technologische Innovationen treiben die Entwicklung der Windenergienutzung weiter voran. Im Jahr 2015 war die größte Windturbine die Vistas V164 mit einer Leistung von 8 MW für den Offshore-Einsatz. Im Jahr 2014 waren weltweit über 240.000 Windturbinen in kommerzieller Größe in Betrieb, die 4 % des weltweiten Stroms erzeugten. Die installierte Gesamtkapazität lag 2014 bei über 336 GW, wobei China, die USA

Die Leistung einer Photovoltaikanlage ist das Verhältnis zwischen der tatsächlichen Leistung einer Photovoltaikanlage und den erwarteten Werten, was für den ordnungsgemäßen Betrieb und die Wartung einer Photovoltaikanlage entscheidend ist. Die Leistung einer PV-Solaranlage hängt von den klimatischen Bedingungen, den verwendeten Geräten und der Systemkonfiguration ab. Der primäre Energieeintrag ist die globale Lichtbestrahlungsstärke in der Ebene der Solarzellen, die wiederum eine Kombination aus direkter und diffuser Strahlung ist.Die Leistung wird durch PV-Überwachungssysteme gemessen, die ein Datenerfassungsgerät und ein Wettermessgerät (vor Ort oder eine unabhängige Wetterdatenquelle) umfassen. Die Messung der Bestrahlungsstärke ist für die PV-Industrie sehr wichtig und kann in zwei Hauptkategorien eingeteilt werden - Pyranometer vor Ort und Satelliten-Fernerkundung; in jüngster Zeit hat sich als dritte Option auch ein industrielles IOT-gestütztes, sensorloses Wettermessverfahren entwickelt.