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Energie

COPYRIGHT TEXT & BILDER: Michael Bockhorst

Eine umfassende Definition oder Beschreibung des Wortes Energie zu finden, ist nicht einfach, gerade in Anbetracht der vielfältigen Erscheinungsformen der Energie.

Eine sehr allgemeine und etwas legere Definition wäre ,,Energie als Potential, physikalisch etwas zu bewirken``. Dieser Definitionsversuch umfaßt dabei das Potential von Energie, Arbeit zu verrichten, etwas zu erwärmen, oder aber Strahlung zu erzeugen.

Einteilung in verschiedene Energieformen

Energie kann man in die folgenden Formen unterteilen:

  • Bewegungsenergie - kinetische Energie,
    ein Fahrzeug, welches sich mit einer gewissen Geschwindigkeit bewegt, besitzt kinetische Energie.
    Ein weiteres Beispiel ist strömender Wind; hier bewegen sich die einzelnen Moleküle der Luft mit einer entsprechenden Geschwindigkeit.
  • ,,Lageenergie`` - potentielle Energie,
    ein Gegenstand, der z.B. einem Regal liegt, besitzt potentielle Energie, die in kinetische Energie umgewandelt wird, wenn er von dem Regal herunterfällt.
    Das gleiche gilt für Wasser, welches aus einem Glas gegossen wird: die potentielle Energie, die freigesetzt wird, hängt von der Höhendifferenz zwischen dem Wasserglas und dem Punkt, an dem die kinetische Energie bestimmt wird, ab. Dies kann man leicht überprüfen, indem man Wasser aus verschiedenen Höhen auf den Boden oder die Hand ,,fallen`` läßt.
  • chemische Energie,
    beispielsweise in Form von Brennstoffen wie Kohle, Erdöl, Erdgas oder Biomasse. Oder einer Batterie, die chemisch gespeicherte Energie als elektrischen Strom abgibt.
  • Strahlungsenergie,
    elektromagnetische Strahlung, die von der Sonne zur Erde gelangt, ist eine Energieform, die wir Menschen in Form von Licht und Wärme spüren.
  • Energie eines elektrischen Feldes,
    als elektrischer Strom oder als Ladung in einer Gewitterwolke, die sich über Blitze entlädt.
  • Energie eines magnetischen Feldes,
    die im Feld einer stromdurchflossenen Spule gespeichert ist, in Elektromotoren die Umwandlung elektrischer Energie in mechanische vermittelt.
  • Kernbindungsenergie,
    die in Kernreaktoren in Wärme umgewandelt, diese wiederum zum Antrieb einer Turbine zur Stromerzeugung dient.
    In der Sonne wird ebenfalls Kernbindungsenergie in Wärme, diese wiederum in Strahlung umgewandelt.

Technische Einteilung nach Verarbeitungsstufen

Energie wird bei ihrer praktischen Nutzung in verschiedenen Stufen verarbeitet. Dabei unterscheidet man zwischen

  • Primärenergie - die zunächst vorgefundene Energieform,
  • Endenergie - die Energieträger in einer Form, die der Endnutzer einsetzen kann und
  • Nutzenergie - die Energieformen, die wir letzendlich nutzen, also Licht, Wärme, Kraft und IT/Kommunikations-Dienstleistungen.

Abstraktionsebene Energiedienstleistung

In letzter Konsequenz nutzen wir in vielen Fällen nicht einmal die als Nutzenergie bezeichnete Energie in direkter Weise. Die Wärme einer Heizung ist für uns letztendlich uninteressant. Was wir benötigen, ist ein Raum mit einer Temperatur von etwa 20 Grad Celsius, in dem es nicht zieht und in dem die Wände/Fenster genügend Strahlung zurückgeben.

Diese Beschreibung bezeichnet eine Energiedienstleistung, also eine durch den Einsatz von Energie erbrachte Leistung. Dabei spielen Heizung, Isolation der Wände und Fenster sowie die Ausrichtung der Fenster zur Sonne zusammen, um diese Energiedienstleistung bereitzustellen.

Energiedienstleistungen können, wenn sie in einem umfassenden Ansatz optimiert werden, zu erheblichen Optimierung im Sinne einer allumfassenden Energieeffizienz führen. Siehe dazu auch den Begriff des Life-Cycle-Assessment - diese Methode umfasst alle Auwirkungen - z.B. für die Bereitstellung eines angenehm warmen Raumes. Nebeneffekte der Herstellung von Komponenten der Heizung und des Hauses sowie Auswirkungen auf die Umwelt werden dabei mitberücksichtigt.

Terminologie in Sachen Energie

Bilder des Energieflusses helfen dabei, Systeme, in denen Energie transportiert (→ Energietransport) und gespeichert (→ Energiespeicherung) wird, besser zu verstehen. Ein besserers System-Verständnis eröffnet neue Wege, die Energieeffizienz des Systems zu optimieren.

Energieträger werden besonders durch ihre Energiedichte charakterisiert. Sie gibt an, wie hoch der Energieanteil bezogen auf das Volumen oder die Masse ist.

Einheit der Energie

Die SI-Einheit der Energie ist das Joule. In dem entsprechenden Artikel wird auch ein Beispiel zur Verdeutlichung der Energiemenge, die in einem Joule steckt, vorgestellt.


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