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Die Solarzellen bestehen aus elektrisch unterschiedlich geladenen Siliziumschichten. Treffen Sonnenstrahlen auf die Solarzelle, wandern Elektronen auf die Oberseite der Zelle. Von dort werden sie mit einem Kabel zu einem Verbraucher geleitet, wo sie ihre Energie abgeben. Danach werden sie wieder zur Zellenunterseite zurückgeleitet. Der so erzeugte Fluss von Elektronen ist Strom.
Bei der Solarthermie wird mit Sonnenkollektoren Wasser erwärmt, wobei im Gegensatz zur Photovoltaik die Wärmeenergie der Sonnenstrahlung genutzt wird. Wie im Bild zu sehen ist, wird mithilfe einer Pumpe kaltes Wasser durch die Kollektoren gepumpt und von der Sonne erhitzt. Anschliessend wird die gewonnene Wärme in einem Warmwasserspeicher bis zur Nutzung zwischengespeichert.
Die Bewegung des Wassers versetzt ein Wasserrad oder eine Turbine in eine Drehbewegung. Diese wird auf einen Generator übertragen, welcher ähnlich wie ein Fahrrad-Dynamo funktioniert. Die Spannung des vom Generator erzeugten Stroms wird in einem Transformator umgewandelt, so dass der Strom über das Verteilnetz an die Haushalte verteilt werden kann.
Wasserkraftwerke machen sich die Lageenergie (auch potenzielle Energie genannt) des Wassers zunutze, um mechanische oder elektrische Energie zu gewinnen. Dabei ist die Fallhöhe entscheidend. Denn je grösser die Differenz zwischen Ober- und Unterwasser ist, desto mehr Energie befindet sich im Wasser. Aus diesem Grund wird die Fallhöhe oft mithilfe eines Stauwehres erhöht.
Wasserräder sind die ursprüngliche Form, die Kraft des Wassers zu nutzen. Sie machen sich die Lageenergie (auch potenzielle Energie genannt) des Wassers zunutze, um mittels Drehbewegung eines Wasserrades mechanische oder elektrische Energie zu gewinnen. Dabei ist die Fallhöhe entscheidend. Je grösser die Differenz zwischen Ober- und Unterwasser ist, desto mehr Energie befindet sich im Wasser.
Es gibt grundsätzlich drei Arten von Wasserrädern. Die oberschlächtigen Wasserräder werden von oben mit Wasser versorgt, mittelschlächtige Räder haben den Wasserzufluss auf Höhe der Achse und unterschlächtige Räder werden ausschliesslich von der Fliessgeschwindigkeit des Wassers angetrieben.
Gülle, Mist und Grünabfälle gelangen in den Fermenter. Dort wandeln Bakterien bei rund 40 Grad Celsius die Biomasse zu Biogas um. Biogas besteht zu einem grossen Teil aus dem energiereichen Gas Methan.
Das entstandene Biogas wird gereinigt und gelangt in einen Gasspeicher. Im Blockheizkraftwerk (Wärmekraftkopplung) wird das Biogas für die Strom- und Wärmeproduktion verbrannt. Die vergorene Gärgülle – neben Strom und Wärme ein weiteres Vergärungsprodukt – dient auf dem Feld als geruchsarmer und nährstoffreicher Dünger.
Der Kreislauf schliesst sich.
Mit zunehmender Tiefe steigt die Temperatur des Erdreichs konstant an. Diese Wärmeenergie kann mit einer Wasserleitung nach oben transportiert werden, in der Regel mit einem Frostschutzgemisch. Hierzu wird kalte Flüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf ins Erdreich gepumpt. Die aufgewärmte Flüssigkeit im Rückfluss kann dann mittels Wärmetauscher als Heizenergie im Haushalt verwendet werden.
Auch die Bewegungsenergie des Windes lässt sich in elektrische Energie umwandeln. Der Wind versetzt einen Rotor in Bewegung, welcher mit einem Generator verbunden ist. Die Spannung des vom Generator erzeugten Stroms wird in einem Transformator umgewandelt, so dass der Strom über das Verteilnetz an die Haushalte verteilt werden kann.
Ähnlich wie im Cheminée zuhause werden bei Anlagen dieser Grösse Holzschnitzel für die Wärmegewinnung verbrannt. Durch die kleinen Holzschnitzel vergrössert sich die Oberfläche des Holzes, was zu einem schnelleren und intensiveren Brennprozess führt. Die im Silo gespeicherten Holzschnitzel werden automatisch in den Feuerraum befördert, wo sie verbrannt werden.
Durch das Verbrennen entsteht Wärme, welche dann über ein Rohrleitungsnetz zu den Verbrauchern gelangt. Bildlich ausgedrückt funktioniert die Fernwärme wie eine grosse Zentralheizung, die Gemeinden, Quartiere, Städte und Regionen mit Wärme aus einer oder mehrerer grosser Wärmequellen versorgt.