Das Klima unseres Planeten ist ein empfindliches und sich stets veränderndes System, in das der Mensch zunehmend eingreift. Die anthropogenen Umweltbelastungen führen zu starken Klimaveränderungen, die den Menschen vermehrt schaden. Die Umweltpolitik soll daher vorangetrieben werden. So entstehen in Deutschland zum Beispiel Energiesparverordnungen, infolge derer die Eigenheimbauer auf eine Energieversorgung zurückgreifen sollen, die auf regenerativer Energieerzeugung basiert. In diesem Sinne werden häufig Energiesparhäuser thematisiert. Es wird in Beratungs- und Informationsgesprächen allerdings wenig darauf eingegangen, wie man Energie überhaupt sparen und so die Umwelt schonen kann. Manchmal werden Technologien wie Wärmepumpen, Solaranlagen und Windkrafträder genannt, ohne aber auf die genauen Funktionsweisen dieser einzugehen. Dieses Buch will mit 90 hilfreichen Abbildungen allen Interessierten einen Überblick über die chemisch-technischen Aspekte rund um das energieeffiziente Haus geben. Dabei beschäftigt sich das Buch mit drei wesentlichen Fragen: Wie gelangt Wärmeenergie umweltschonend in das Haus? Wie kann man überflüssig in das Haus eingebrachte Energie für spätere Nutzung speichern? Und wie kann man einen möglichst geringen Energieverlust erreichen?

Textprobe: Kapitel 4, Energiespeicherung: Die Vermeidung weiterer Klimaveränderungen und Umweltbelastungen rücken in den Vordergrund bei der Energieversorgung. Daher werden neben bestimmten Energieeintragsmöglichkeiten auch die Energiespeicher als fester Bestandteil der heutigen Anforderungen an das Energieversorgungssystem genannt. Überflüssig in das System eingetragende Energie soll dabei für spätere Verwendung gespeichert werden. Gerade bei der Nutzung der Energie der saisonbedingten Energieträger, wie Wind und Sonne, deren Nutzen entsprechend den Vorgaben der Bundesregierung Deutschlands bis 2020 noch signifikant steigen soll [vgl. 102], ist dies von Bedeutung. So soll sie bei Zeiten hohen Aufkommens gespeichert und in Zeiten geringeren Aufkommens wieder genutzt werden können [vgl. 126, S. 1]. So wird, wie schon in Kapitel 2.6 deutlich wurde, im zweiten Charakteristikum der Energiesparhäuser auf Speichermöglichkeiten von Energie zurückgegriffen. Dieses Buch soll auch dafür einen Überblick geben. Dabei wird insbesondere die Speicherung der thermischen Energie betrachtet, weil die thermische Energie besonders relevant für den bearbeiteten Kontext ist. Ein Energiespeicher dient der Speicherung der Energie, um diese später nutzen zu können. Dabei können Energieumwandlungen stattfinden, bei denen immer gewisse Verluste auftreten, da sich die gespeicherte Energieform oft von der Nutzenergie unterscheidet [vgl. 102]. So wird zum Beispiel die bei einer Batterie nutzbare elektrische Energie als chemische Energie gespeichert. Bei vielen Speichertechnologien ist ein Kompromiss zwischen einerseits hohem Wirkungsgrad und hoher Leistungsdichte und andererseits guter Handhabbarkeit und Zyklenbeständigkeit zu suchen. Um diesen Kompromiss bestmöglich zu gestalten, werden bereits bestehende Energiespeichertechnologien genauer untersucht und ggf. verbressert. Solche Verbesserungen können in einzelnen Eigenschaften sein, wobei andere Eigenschaften eine Verschlechterung erfahren können [vgl. ebd.]. So stehen zum Beispiel ‘höhere Leistungsdichten von Lithium-Ionen-Akkumulatoren einer abnehmenden Robustheit und zunehmenden Kosten gegenüber’ [ebd.]. Es gibt also eine Reihe von Energiespeicherungsmöglichkeiten für die elektrische, die elektrochemische, die elektromagnetische und die mechanische Energie. Für die hier im Fokus stehende Thematik der Thermodynamik rund um das Haus ist es sinnvoll, lediglich auf die Möglichkeiten der thermischen Energiespeicherung einzugehen. Denn weltweit wird ein Großteil der Primärenergie für das Bereitstellen von Wärmeenergie aufgewandt [vgl. 150, S. 118]. Auf die anderen Energiespeicherformen wird nicht weiter eingagangen.

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Felix Kurt Kasten wurde 1987 in der Hansestadt Rostock geboren. Sein Studium der Mathematik und Chemie für Lehramt an Gymnasien an der Universität Rostock schloss der Autor im Jahre 2013 mit dem Ersten Staatsexamen mit dem Prädikat sehr gut ab. Das Interesse für die physikalische Chemie und an dem gesellschaftlichen Schlüsselproblem der Nachhaltigkeit motivierte ihn, sich der Thematik des vorliegenden Buches zu widmen.