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Energietechnologien der Zukunft
Dieser Artikel präsentiert, wie zwei erneuerbare Energietechnologien sich in den folgenden Jahren entwickeln könnten. Er wurde zur Unterstützung des Chats mit Professor Dharmadasa geschrieben, der am 25. April 2008 stattfindet.
Der größte Teil der Energie wird zurzeit aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Über 80% der Energieversorgung der ganzen Welt stammt aus fossilen Quellen (Zahlenangabe von 2005, laut der Internationalen Energieagentur), d.h. Öl, Erdgas und Kohle. Dies ist unhaltbar, da die Erhaltung der natürlichen Rohstoffe für die Gewährleistung unserer Zukunft von größter Bedeutung ist.
Erneuerbare Energietechnologien werden in der Energielandschaft der Zukunft eine entscheidende Rolle spielen. Die Photovoltaik (Solarenergie) benutzt Solarzellen, um Licht direkt in Elektrizität zu verwandeln. Diese Solarzellen bestehen üblicherweise größtenteils aus Silicium, doch eine intensive Forschungsaktivität beschäftigt sich zurzeit mit der Entwicklung von Polymer-Solarzellen als der Solarenergiequelle der Zukunft.
Photovoltaische Zellen auf Polymerbasis bieten eine Reihe von Vorteilen. Sie sind leichter als siliciumbasierte Geräte (was für kleine autonome Sensoren von Bedeutung ist), wenig kostspielig in der Produktion, flexibel und bieten eine große Flexibilität im Bereich des Designs. Der potentielle Anwendungsbereich dieser Art von Zellen ist sehr weitreichend und umschließt auch Automotoren, Fernseher und Mobiltelefone.
Im Bereich des Designs müssen noch einige Herausforderungen bewältigt werden, bevor Kunststoff Silicium in großem Maßstab ersetzen kann. Zurzeit ist die Leistungsfähigkeit von Polymerzellen viel schwacher als die von Siliziumzellen, obwohl dieser Tatsache rasch abgeholfen wird. Die Leistungsfähigkeit von Polymersolarzellen nimmt auch aufgrund der Umwelteinflüsse mit der Zeit ab, was gute Schutzbeschichtungen unabkömmlich macht. Es ist jedoch deutlich, dass Kunststoffsolarzellen in Zukunft eine durchführbare, kostengünstige alternative Elektrizitätsquelle sein werden, mit der Möglichkeit, die verschiedensten Formen und Größen anzunehmen und sich einer Vielfalt von Geräten anzupassen.
In Zukunft werden immer fortgeschrittenere Polymerzellen die Produktion von dünnen Polymerfolien ermöglichen, die in Form von Folien ausgerollt werden können. Dies wird es ermöglichen, große Teile von Solarzellenfilmen auszuschneiden und auf gewölbten Flächen anzubringen – ein Verfahren, dessen Verwirklichung zurzeit noch schwierig ist.
In ähnlicher Weise bedienen sich Windenergieanlagen (eine Technologie, die die kinetische Energie des Windes in mechanische Energie umsetzt) zunehmend fortgeschrittener, durch Kunststoff ermöglichte Techniken, um die Möglichkeiten der Windenergie zu erweitern. Die Flügel vieler moderner Windenergieanlagen sind aus faserverstärktem Kunststoff angefertigt. Solche Zusammensetzungen führen zu harten, höchst beständigen und leichten Flügeln. Seine Eigenschaften – hohe Beanspruchbarkeit, geringes Gewicht – machen aus Kunststoff das ideale Material für Windräder, ermöglichen eine einfache Installation, eine gesteigerte Lebensdauer und weniger Wartungsarbeiten.
All dies zeigt, dass Materialien in der Entwicklung neuer Technologien, die enorme Vorteile für die Umwelt aufzeigen, wesentlich sind. Kunststoff ist leicht, beständig und flexibel und wird bei der Entwicklung wirtschaftlicher und wirksamerer Energietechnologien Hauptverbündeter der Ingenieure sein.
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