S. im engeren und ursprünglichen Wortsinn sind Fahrzeuge (zu Land oder zu Wasser), die ihre Antriebskraft von der Sonne beziehen. Ein Solargenerator lädt im Fahrzeug mitgeführte Akkus, die den Strom, welcher über Solarzellen aus der natürlicher Sonnenstrahlung gewonnen wird, für einen oder mehreren Elektromotoren liefern.

Die Prototypen, wie sie noch auf S.-Rennen zu sehen sind, haben eine möglichst große Oberfläche, die zum Anbringen von Solarzellen genutzt wird. Die alltagstauglichen Modelle decken ihren Strombedarf nur zu geringen Teilen aus eigenen Solarzellen und stellen an sich eher Elektroautos dar, die ihren Strom von Solartankstellen beziehen.

Als Solartankstelle kann z.B. ein Garagendach dienen, auf dem die Solarzellen optimal zur Sonne ausgerichtet werden können und mehr Platz zur Montage der Zellen vorhanden ist. Es haben sich bereits S.-Besitzer mit einer gemeinsam genutzten Solartankstelle zu Solargenossenschaften zusammengeschlossen. Die Trennung von Stromgewinnung und Elektroautofahren steigert aber auch die Versuchung, das Fahrzeug gleich aus der normal betriebenen Steckdose zu tanken - ganz ohne Sonne.

Siehe auch: Elektroauto

Solarkraftwerke

Man unterscheidet zwischen Photovoltaik-Kraftwerken und solaren Wärmekraftwerken (thermische S.).

In Photovoltaik-Kraftwerken wird die einfallende Sonnenstrahlung mit Hilfe von Solarzellen direkt in Strom umgewandelt.
Solarthermische Kraftwerke hingegen nutzen die Sonnenwärme als Prozeßwärme oder zur Stromerzeugung. Außer dem Aufwindkraftwerk (s.u.) verwenden alle thermischen S. Spiegel zur Fokussierung des Sonnenlichts. Daher können sie nur in sonnenreichen Ländern mit einem hohen Anteil an Direktstrahlung (Globalstrahlung) eingesetzt werden. Optimaler Standort ist der sog. Sonnengürtel der Erde, in dem z.B. die Sahara und Südkalifornien liegen. In Europa kommen lediglich die Südteile von Spanien, Italien und Griechenland in Frage.

Vier unterschiedliche Konzepte stehen derzeit zur Diskussion:
Solartürme bestehen aus einem zentralen Empfängerturm, der von Spiegelgruppen umgeben ist, die die einfallende Sonnenenergie auf die Turmspitze konzentrieren. Dort können Temperaturen bis zu 1.000 Grad C erreicht werden, die sich sowohl als Prozeßwärme oder zur Stromerzeugung nutzen lassen. Der größte Solarturm war Solar One mit einer Leistung von 10 MW (Barstow/Kalifornien), er wurde nach seiner 6-jährigen Testphase stillgelegt.

Parabolschüsselanlagen bestehen aus Parabolspiegeln, die in ihrem Brennpunkt die gebündelte Sonnenenergie an einen Wasserdampfkreislauf oder insb. auch an Stirlingmotoren abgeben. Parabolschüsseln halten mit einem Stromerzeugungs-Wirkungsgrad von 30% den Rekord aller S.. Kleine Anlagen stehen in verschiedenen Ländern.
Beim Aufwindkraftwerk erhitzt die Sonne Luftmassen unter riesigen, treibhausartigen Glasdächern. Die Luft steigt über einen Kamin nach oben und treibt dabei eine Windturbine an. Aufwindkraftwerke sind von der Technik her sehr simpel, benötigen aber aufgrund ihres geringen Wirkungsgrads von maximal 2% sehr große Flächen. Ein Demonstrationskraftwerk (50 kW) hat in Manzanares (Spanien) bis zu seiner Zerstörung durch einen Sturm 1989 sieben Jahre lang erfolgreich Strom produziert.

Bei Parabolrinnenanlagen (Solarfarm) konzentrieren trogförmige Spiegel das Sonnenlicht auf mit synthetischem Öl gefüllte Empfängerröhren, die sich in der Brennlinie der Spiegel befinden. Das bis zu 400 Grad C heiße Öl wird zu einem zentralen Wärmetauscher gepumpt, wo es seine Energie an einen Wasserdampfkreislauf zwecks Stromerzeugung abgibt. Der Gesamtwirkungsgrad der Stromerzeugung liegt bei 14%.

Die Parabolrinnenanlagen (auch: Solarfarmen) haben bislang als einzige S.-Technologie die kommerzielle Serienfertigung erreicht. In Kalifornien waren 1992 350 MW Solarfarmleistung installiert (über 95% der Leistung aller S. weltweit) und in Brasilien 150 MW in Planung. Neue Anlagen haben eine Größe von ca. 80 MW und Stromgestehungskosten von 15-20 Pf/kWh, was nur noch wenig über den Stromgestehungskosten fossiler Kraftwerke liegt und weit unter den Gestehungskosten photovoltaischer Systeme (Solarzelle). Mit Hilfe von thermischen Speichern oder fossilen Zusatzfeuerungen können Solarfarmen sogar 24 h unvermeidlichen Eingriffen in die Wüstenflora und -fauna kann es beim jetzigen Solarfarmkonzept zu Bodenkontaminationen durch das synthetische Öl kommen. In der nächsten Generation soll u.a. deshalb auf das Öl ganz verzichtet und statt dessen in den Empfängerröhren direkt Wasser verdampft werden.

Solarfarmen besitzen weltweit ein enormes Potential, mit ihrer Hilfe könnte man den Weltstrombedarf mehrfach decken und so z.B. durch eingesparte Kohlendioxidemissionen den Treibhauseffekt eindämmen.

Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie im Auftrag des BMFT, gemeinsam durchgeführt von allen namhaften solaren Instituten und Firmen Deutschlands (1992). Je nach politischen Rahmenbedingungen könnten bis zum Jahr 2005 rund um das Mittelmeer mit einem Investitionsvolumen von 15-60 Mrd DM Solarfarmen mit einer Gesamtleistung von 3.500-13.500 MW errichtet werden. Dadurch ließ sich der Zubau an Gas- und Ölkraftwerken in den entsprechenden Gebieten um 4-15% reduzieren, wodurch der Atmosphäre jährlich 7-27 Mio t Kohlendioxid erspart blieben. Langfristig ist in den Ländern Ägypten, Libyen, Tunesien, Algerien und Marokko ein Areal von 500.000 km2 für den Aufbau von Solarfarmen geeignet.

Die allein auf dieser Fläche installierte Leistung von 12.000 GW könnte das Vierfache des derzeitigen Weltstrombedarfs decken. Der in der Sahara erzeugte Strom kann entweder mit geringen Verlusten über Höchstspannungstraßen (800 kV, Hochspannungsleitung) in die Ballungszentren geleitet werden oder aber auch auf die Wasserstofftechnologie zwecks Speicherung und Transport zurückgreifen.

Die unerschöpfliche und saubere Solarenergie hat begonnen, im Sonnengürtel der Erde kommerziell nutzbar zu werden. Es fehlt nicht die Technologie, sondern der politische Wille und damit das notwendige Kapital, den solaren Weg einzuschlagen und so endlich die weltweite Energieversorgung auf global umweltfreundliche Füße zu stellen, noch bevor der Treibhauseffekt die Erde verwüstet. Internationale Organisationen, wie z.B. die Weltbank, haben hier bislang eindeutig versagt.
Flächenbedarf: Regenerative Energiequellen

Lit.: M.Karus: Regenerative Energiequellen zur Stromerzeugung in Kalifornien, Öko-Institut, Freiburg 1987

Solarkonstante

Solarer Wasserstoff

Solarauto

Sekundärenergie

Schneller Brüter

Der schnelle Brüter ist ein Kernreaktortyp (Kernkraftwerk) zur Stromerzeugung und Plutoniumgewinnung, der als Spaltstoff (Kernspaltung) Plutonium verwendet, das mit schnellen Neutronen gespalten wird.

Uran-238 dient als Brutstoff. Im Brutmantel, der den Reaktorkern (Kernreaktor) umgibt, entsteht aus Uran 238 durch Neutroneneinfang Plutonium 239 (Brutvorgang) Der schnelle Brüter. kann so mehr Plutonium erzeugen, als er verbraucht, wodurch die begrenzten Uranreserven um den Faktor 60 gestreckt werden sollen (Energiereserven).

Da Plutonium in der Natur nicht vorkommt, muss die Erstfüllung durch Wiederaufbereitung abgebrannter Brennelemente von Leichtwasserreaktoren (Kernkraftwerk) gewonnen werden. Als Kühlmittel wird wegen guter Wärmeabfuhr und Nichtabbremsen der Neutronen Natrium verwand. Der schnelle Brüter besitzt keinen Moderator (Kernreaktor).

Die Wiederaufarbeitung von schnellern Brüter-Brennelementen verlangt spezielle Anlagen. Wegen der größeren Störfallgefahr ist der Kernreaktor von einem doppelten Sicherheitsbehälter umgeben, und ein Core-Catcher soll beim größten Störfall den geschmolzenen Reaktorkern aufnehmen, kühlen und eine Plutoniumkettenreaktion (Kernspaltung) verhindern.

Umweltbelastung: Im Normalbetrieb werden, verglichen mit Leichtwasserreaktoren (LWR), höhere Emissionen radioaktiver Edelgase (Krypton, Xenon, Argon) und geringere an radioaktivem Iod erwartet. Die größte Gefahr geht von Stör- und Unfällen aus. Prinzipiell gilt der schnelle Brüter als gefährlichster Kernreaktortyp, was Wahrscheinlichkeit und Ausmaß von Unfällen angeht. Ob dieses Gefahrenpotential durch zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen kompensiert werden kann, ist umstritten.

Sicherheitstechnische Besonderheiten des schnellen Brüters.:

Das Kühlmittel Natrium stellt eine besondere Gefahr als Störfallauslöser dar, da es mit Wasser und Luft heftig reagiert.
Bei einem Störfall mit Kühlmittelverlust zeigt der schnelle Brüter im Gegensatz zum LWR keine Selbststabilisierung, vielmehr steigt seine Leistung sogar an. Es bleibt erheblich weniger Zeit, um den Reaktor mittels Schnellabschaltung abzuschalten.
Wegen der hohen Plutoniumkonzentration kann es beim schnellen Brüter im Gegensatz zum LWR zu einer begrenzten nuklearen Explosion (atombombenähnlich) kommen. Ob der Reaktordruckbehälter dem standhält, ist umstritten.
Der größtmögliche Störfall (Bethe-Tait-Störfall, vgl. Super-Gau) tritt ein, wenn die Kühlung ausfällt und die Reaktorschnellabschaltungen versagen. Folge: Leistungs- und Temperaturanstieg, Schmelzen der Brennelemente (30 % aus Plutonium). Dabei kann es mehrfach zur Bildung einer kritischen Masse (Kernspaltung), nuklearen Explosionen mit evtl. Bersten des Reaktordruckbehälters und Freisetzung extrem großer Mengen Radioaktivität kommen.

Folgen eines solchen schweren Unfalls, der sich alle ca. 100000 Reaktorjahre ereignen kann, berechnet für den schnellen Brüter in Kalkar: 1.400 Soforttote, 52000 bis 2,7 Million Folgetote; etwa eine Million Menschen müssen umgesiedelt werden, auf einer Fläche von 260 km mal 260 km ist Jahrhunderte lang keine Landwirtschaft mehr möglich, eine Fläche von 90 km mal 90 km muss oberflächlich abgetragen werden.

Die Auswirkungen liegen um das 2 bis 5 Fache höher als beim Super-Gau eines LWR. Weitere Gefahr: Mit dem Betrieb von S: gelangen große Mengen des hochgiftigen Plutoniums in Umlauf. Das erbrütete Plutonium ist wegen seiner Reinheit waffentauglich.

In Frankreich und anderen Staaten wurde es zum Atomwaffenbau verwandt.
1973 wurde mit dem Bau der schnelle Brüter in Kalkar begonnen, Kenndaten: Elektrische Leistung 295 MW, Reaktorkern konzipiert für 850 kg Plutonium. 1986 erklärte der Hersteller Interatom den schnellen Brüter für betriebsbereit. Das Land NRW erteilte jedoch keine Genehmigung zur Einlagerung der Brennelemente. 1991, noch bevor der schnelle Brüter jemals am Netz war, verkündete das BMFT das endgültige Aus für den schnellen Brüter. Die Baukosten beliefen sich, ohne Forschungsgelder, auf 7,5 Mrd DM.

In Frankreich ist der Vorzeige-schnelle Brüter Superphenix seit 1990 wegen diverser Pannen stillgelegt. Frankreich hat nach den Erfahrungen mit dem Superphenix von der ursprünglich geplanten Serienfertigung großer schneller Brüter Abstand genommen. Die USA haben bereits unter Carter die schnellen Brüter-Entwicklung eingestellt. Weltweit konnte der S. nicht zu einer kommerziellen Reife gebracht werden. Ohne schnellen Brüter stellen aber auch konventionelle Kernkraftwerke aufgrund der begrenzten Uranvorräte keine langfristige Option dar (Energiereserven).

Alternativen: regenerative Energiequellen.

Schallschirm

Ein S. ist eine frei stehende Wand, die als Hindernis die Schallausbreitung beeinflußt.

S. werden sowohl in Innenräumen z.B. als Schall- und Sichtschutz in Großraumbüros oder im Freien eingesetzt. S. bilden auf der Seite, die von der Schallquelle abgewendet ist, einen Schatten. Die Abschattung der Schallwellen bewirkt eine Verminderung der Schallenergie, da der Schall nicht mehr direkt, sondern nur noch über Reflexion, Transmission und Beugung in den Bereich des Schattens gelangt.

Als S. wirken natürliche und künstliche Hindernisse, z.B. Geländeerhebungen wie Böschungen, Gebäude, Bewuchs, Erdwälle usw. Hauptsächlich werden S. zum Schutz der Wohnbebauung gegen Verkehrs- und Industrielärm eingesetzt. S. bewirken eine Schallpegelminderung von etwa 12-13 dB (Dezibel, Schallbewertung). Die Errichtung von S. führt nicht selten zu einem gravierenden Eingriff in die Landschaft.

Rationelle Energienutzung

Primaerenergie

Petroleum

Nutzenergie

Nickel-Cadmium-Akkumulatoren

N. sind eine besondere Form von Akkumulatoren.

Sie sind hauptsächlich in Bauformen normaler Primärzellen (Batterien) erhältlich. Die Kapazität von N. ist vergleichbar mit der von Zink-Kohle-Batterien und viermal geringer als die von Alkali-Mangan-Batterien. Ein N. hat eine etwa 20 Prozent geringere Spannung als vergleichbare Primärzellen, hält diese aber praktisch über die gesamte Entladezeit kostant, während bei anderen primärzellen die Spannung allmählich abfällt.

N. enthalten das gifte Cadmium und sind daher mit Iso-Symbol 70000/1135 gekennzeichnet. Sie müssen daher am Lebensende separat entsorgt werden. In einem optimalen Lade-/Entlade-Zyklus können sie bis zu 1.000mal wieder aufgeladen werden und verringern damit erheblich das Abfallvolumen und machen ein Recycling wegen der hohen Metallgehalte lohnenswert.

Da N. bei langer Lagerung Energie verlieren, ist ein Ersatz in elektrischen Geräten erst dann sinnvoll, wenn im Schnitt häufiger als alle drei Wochen ein Batteriewechsel (von Zink-Kohle-Batterien) nötig ist.

Netzverlust

In den Übertragungsleitungen (Stromnetzen) "verlorener" Strom.

Durch den Ohmschen Widerstand in den Übertragungsleitern werden diese erwärmt. Dies führt zu Netzverlusten/ Übertragungsverlusten.
Um die N. so gering wie möglich zu halten, wird eine hohe Spannung gewählt.
Die N. nehmen mit der Distanz der Übertragungsleiter zu. Dies ist ein großes Problem für Projekte, wie z.B. das Desertec-Projekt, da so der Energietransport aus der Wüste zu den Verbrauchern ineffizient ist (Problematik langer Wegstrecken).

Netzausbau

Im Zuge der Energiewende beschlossener Ausbau der Stromnetzinfrastruktur

Bis 2050 soll die Energieversorgung überwiegend durch erneuerbare Energien gewährleistet werden. Das Stromnetz in Deutschland ist allerdings für eine zentrale Energieversorgung durch einzelne Großkonzerne, die größtenteils auf fossile und nukleare Energiegewinnung setzten, ausgerichtet.

Durch den gewünschten Umbau, weg von fossiler und nuklearer Stromerzeugung hin zu regenerativer Energie, muss auch das Stromnetz erneuert, umgebaut und ausgebaut werden. Hierbei müssen verschiedene Probleme beachtet werden:

die stetigen und leistungsfähigen Stromerzeuger (Atom- und Kohlekraftwerke) fallen weg, daher muss der durch die erneuerbaren Energien gewonnene Strom diesen Wegfall ausgleichen und zu den Verbrauchern transportiert werden.
Die Versorgungssicherheit muss in ganz Deutschland gewährleistet sein, so dass z.B. aus Offshore-Anlagen produzierter Strom auch in den Süden Deutschlands gelangt. Kapazität und Leistungsfähigkeit des Stromnetzes sollen daher ausgebaut werden.
Das Übertragungsnetz muss an die Stromversorgung durch erneuerbare Energien (wetter- und naturabhängige Stromerzeugung, unsichere Versorgungskontinuität) angepasst werden. Da es vorkommen kann, dass lokal mehr Energie erzeugt als verbraucht wird, sollte diese überschüssige Energie gespeichert oder abtransportiert und an anderen Stellen eingespeist werden.

Stromtarife

1996 schuf die Europäische Union die "Richtlinie zur Liberalisierung des Strommarktes", die das Ende des Strom-Monopols einläutete.

Zwei Jahre später verabschiedete der Bundestag das "Gesetz zur Neuregelung des Energiewirtschaftsgesetzes", das den deutschen Strommarkt für Wettbewerb öffnete. Seitdem können auch Tarifkunden (Stromverbraucher aus privaten Haushalten, der Landwirtschaft sowie Gewerbebetrieben) ihren Stromanbieter selbst wählen.
Die Gründe für den Wechsel des Stromversorgers sind offensichtlich. In den meisten Fällen senken die Kunden damit ihre Stromkosten und sparen Geld. Beim Wechsel zu Ökostromanbietern stehen Motive der Umweltvertäglichkeit der Stromerzeugung im Vordergrund.
Bundesweit gibt es über 7.000 Stromtarife, die mit Hilfe von Stromkostenrechner im Internet zu Tarifvergleichen genutzt werden können. Außerdem geben diese Auskunft über das Liefergebiet der jeweiligen Energieversorger.

Stromsparen

Da die Nutzung von Strom für eine Vielzahl von Umweltschädigungen und einen großen Verbrauch von Ressourcen verantwortlich ist, kommt S. bzw. rationeller Stromeinsatz unmittelbar der Umwelt zugute (Strom).

Wichtigste Regel zum S. ist, Strom möglichst nur dort zu verwenden, wo andere Energieträger wie Erdgas oder Erdöl nicht eingesetzt werden können, also v.a. nicht für Heizung und Warmwasserbereitung.
Ein großes Potential zum S. bietet die Auswahl geeigneter elektrischer Geräte. Geräte verschiedener Hersteller können einen sehr unterschiedlichen Stromverbrauch aufweisen (Haushaltsgeräte). Das Verwenden von Energiesparlampen ist ein weiterer Schritt zum S.

siehe auch: Strom, Umweltschädigungen, Ressourcen, Umwelt

Stroh

Stroh war früher ein begehrtes Material für die Tierhaltung, da es als Streu verwendet wurde.

Heute, durch die zweifelhafte moderne Viehzucht mit automatischem Dungaustrag, wird in diesem Bereich kein Stroh mehr benötigt. In biologisch geführten Bauernhöfen wird natürlich Stroh traditionell als Streu verwendet, welches die Unmengen von Gülle vermeidet und dafür ein wichtiges Düngemittel produziert oder als Grundstoff für eine Biogasanlage verwendet werden kann. Geringe Mengen an Stroh werden zu Heizzwecken in speziellen Feuerungsstätten benutzt.
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit von Stroh bietet das Baugewerbe. Früher wurde Stroh als Wärmedämmstoff oder als Zuschlagsstoff für Lehm eingesetzt. Aufgrund der heutigen baubiologischen Erkenntnisse kann sich das Einsatzgebiet von Stroh im Bau in naher Zukunft positiv entwickeln. Stroh-Bauplatten, speziell für den Innenausbau und zur Wärmedämmung, werden schon industriell hergestellt. Nach dem Pressen des Stroh bei ca. 250 Grad C wird beidseitig ein Spezialpapier aufgeklebt.
Die entstandene Bauplatte zeichnet sich durch eine gute Wärmedämm- und Sorptionsvermögen aus. Imprägnierung macht Stroh verrottungsfest und resistent gegen Ungeziefer. Die Stroh-Bauplatte hat keine toxischen Ausgasungen (wenn die Pflanzen nicht vorher gespritzt wurden, Pflanzenschutzmittel) und ist nach dem Ausbau gut kompostierbar.
Stroh könnte sicherlich noch weiter als vielseitiger Werkstoff für den Hausbereich z.B für Stroh-Matratzen eingesetzt werden. Nachwachsende Rohstoffe und deren Verwendung werden vom Bundesminister für Forschung und Technologie durch Forschungsgelder unterstützt.

Stoßlüften

Stahl im Wohnbereich

Hauptanwendungsgebiet von S. ist die Bewehrung von Decken, Fensterstürzen und Unterzügen (Beton).

Stahlmöbel, Armaturen, Herde, Kühlschränke u.a. werden heute aus Stahl, bzw. aus Eisenblech hergestellt. Um Teppichböden antistatisch auszurüsten, werden den Garnen superfeine Stahlfasern (4-12 mycrom im Durchmesser) als antistatische Beimischung von unter 10% zugesetzt.
Alle Eisen- bzw. Stahlgegenstände können die elektrostatischen, elektrischen und magnetischen Felder eines Raumes verändern. Bei Stahlmöbeln kann es zu kapazitiven Ankopplungen an elektrische Wechselfelder im Raum kommen, was bei Elektrosensiblen evtl. zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führt.

siehe ebenso: Elektrosmog

Sperrholz

Holzplatten, die aus mindestens drei aufeinandergeleimten Holzlagen (Furniere) bestehen, deren Faserrichtungen senkrecht zu denen benachbarter Lagen laufen (DIN 68 705).

Eine besondere S.-Platte ist die Tischlerplatte, die eine Mittellage aus plattenförmig aneinandergesetzten Holzleisten besitzt und mindestens eine Furnierlage auf jeder Seite enthält. Nach Art der Verleimung (und damit der Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Witterungseinflüsse) unterscheidet man Innen-S. und Außen-S.. Je nach Beschaffenheit der Außenfurniere unterteilt man Furnierplatten in die Güteklassen I-III, Tischlerplatten in die Güteklassen I und II.
Die verwendeten Leime sind meist auf Kunstharzbasis (Melamin, Harnstoff-Formaldehyd, Phenolharzformaldehyd). Der Leimauftrag ist im Normalfall geringer als der Leimgehalt der Spanplatte.
Die Herstellung von S.-Platten erfolgt in folgenden Schritten: Wasserlagerung oder Dämpfen, Schälen, Fehlstellen ausclippen, Trocknen, Zusammensetzen, Verleimen, Pressen und Format schneiden.
Zur S.-Herstellung ist elektrische Energie und Wärme nötig, die meist in einer firmeneigenen Wärmekraftanlage aus Holzabfällen gewonnen wird. Die Luft- und Wasserverschmutzung ist geringer als bei der Span- oder Holzfaserplattenherstellung.

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