Energieeinsatz in der Landwirtschaft

Energieversorgung und -verbrauch

Mit Energieversorgung und -verbrauch bezeichnet man die Nutzung von verschiedenen Energien in für Menschen gut verwendbaren Formen. Die von Menschen am häufigsten benutzten Energieformen sind Wärmeenergie und Elektrizität. Die menschlichen Bedürfnisse richten sich vor allem auf die Bereiche Heizung, Nahrungszubereitung und den Betrieb von Einrichtungen und Maschinen zur Lebenserleichterung.

Die verschiedenen Energieträger können über Leitungen die Verbraucher erreichen, wie typischerweise elektrischer Energie, Erdgas, Fernwärme und Nahwärme, oder sie sind weitgehend lagerfähig und beliebig transportfähig, wie z.B. Steinkohle und Braunkohlen, Heizöle, Kraftstoffe (Benzine, Dieselkraftstoffe), Industriegase, Kernbrennstoffe (Uran), Biomassen (Holz u.a.).

Der Energieverbrauch ist weltweit sehr unterschiedlich und in den Industrieländern um ein vielfaches höher als z.B. in der Dritten Welt. In industriell hoch entwickelten Ländern haben sich seit dem 19. Jahrhundert Unternehmen mit der Erzeugung und Bereitstellung von Energie für den allgemeinen Verbrauch beschäftigt. Hierbei steht die zentrale Erzeugung von elektrischer Energie sowie die Übertragung an die einzelnen Verbraucher im Vordergrund. Weiterhin ist die Beschaffung, der Transport und die Verwandlung von Brennmaterial zu Heizzwecken ein wichtiger Wirtschaftszweig.

Etwa 40% des weltweiten Energiebedarfes wird durch elektrische Energie gedeckt. Spitzenreiter im Verbrauch dieses Anteils sind mit ca. 20% elektrische Antriebe. Danach ist die Beleuchtung mit 19%, die Klimatechnik mit 16% und die Informationstechnik mit 14% am weltweiten elektrischen Energiebedarf beteiligt.

1. Lest bitte den Text « Elektrische Spannung » und übersetzt ihn.

2. Antwortet auf die Fragen:

Wie kann man die elektrische Spannung bezeichnen?
Wieviel Pole besitzen Spannungsquellen?
Bei welchem Vorgang fließt ein elektrischer Strom?
Welches Formelzeichen wird in der englischsprachigen Literatur für die elektrische Spannung benutzt?

5. Warum ist das Formelzeichen U in die deutsche Sprache gekommen?

Elektrische Spannung

Die elektrische Spannung U ist als der Unterschied der Ladungen zwischen zwei Polen bezeichnet. Spannungsquellen besitzen immer zwei Pole, mit unterschiedlichen Ladungen. Auf der einen Seite ist der Pluspol mit einem Mangel an Elektronen. Auf der anderen Seite ist der Minuspol mit einem Überschuss an Elektronen. Diesen Unterschied der Elektronenmenge nennt man elektrische Spannung. Entsteht eine Verbindung zwischen den Polen, kommt es zu einer Entladung. Bei diesem Vorgang fließt ein elektrischer Strom.

Über die elektrische Spannung können folgende Aussagen gemacht werden:

Die elektrische Spannung ist der Druck oder die Kraft auf freie Elektronen.
Die elektrische Spannung ist die Ursache des elektrischen Stroms.
Die elektrische Spannung (Druck) entsteht durch den Ladungsunterschied zweier Punkte oder Pole.

Der Begriff der Spannung findet in einer Schaltung in verschiedenen Formen Anwendung.

Formelzeichen

Das Formelzeichen der elektrischen Spannung ist das große U. In der englischsprachigen Literatur wird für die elektrische Spannung („voltage“) das Formelzeichen V benutzt. So findet man in der Schaltungstechnik häufig Spannungsbezeichnungen, wie V_OUT (Ausgangsspannung), V_BAT (Batteriespannung) und andere. Sowohl das Formelzeichen als auch die Einheit sind beides V. Wie es zum deutschen Formelzeichen U gekommen ist, ist unbekannt. Es gibt allerdings viele verschiedene Erklärungen dazu.

1. Lest bitte den Text « Elektromotor » und übersetzt ihn.

2. Antwortet auf die Fragen:

1. Wie können Sie den Begriff „Elektromotor“ charakterisieren?

2. Wie heißt der Erfinder des Elektromotors?

3. Wie heißt der Erfinder des Wechselstrommotors?

4. Aus wieviel und welchen Hauptbestandteilen besteht ein Elektromotor?

5. Wozu können Elektromotoren dienen?

Elektromotor

Ein Elektromotor ist eine elektrische Maschine, die mit Hilfe von magnetischen Feldern hauptsächlich elektrische in mechanische Arbeit umwandelt, indem sie eine Kraft oder ein Moment und damit auch eine Bewegung erzeugen kann.

Als Erfinder des Elektromotors gilt Johann Kravogl, wobei auch der Physiker Ányos Jedlik eine Urform des Elektromotors konstruierte. Der Erfinder des Wechselstrommotors heißt Nikola Tesla.

1821 baute der britische Pysiker Michael Faraday den ersten Elektromotor. Ein Elektromotor besteht aus drei Hauptbestandteilen: Rotor, Stator und Wender. Der Stator muß aus mindestens zwei Dauermagneten bestehen. Sobald man den Elektromotor einschaltet, fließt Strom durch die Drahtspule, den Rotor. In der Drahtspule entwickelt sich ein Magnetfeld und der Minuspol wird nun vom Pluspol des Dauermagneten angezogen. Hierbei kommt der Wender ins Spiel. Er wechselt das Magnetfeld in der Drahtspule und dadurch wird eine Rotation erzeugt, die man an der Kurbelwelle nutzen kann. Hierbei sind die Bewegungen sehr ruckhaft.

Elektromotoren dienen zum Antrieb von Lüftern, Haushaltsmaschinen, elektrischen Werkzeugen, Hilfssystemen wie z.B. Autoscheibenwischer sowie zur Positionierung von beispielsweise Autofenstern, Rolladen im Haushalt.

Großtechnisch werden Elektromotoren zum Antrieb von Maschinen wie Drehbänken, Rührwerken, im Verkehrsbereich zum Antrieb von Schienenfahrzeugen genutzt.

1. Lest bitte den Text « Akkumulator » und übersetzt ihn.

2. Antwortet auf die Fragen:

Wie bezeichnet man den Akkumulator?
In welche Energie wird die elektrische Energie wird beim Laden d.h. beim Zuführen von Gleichstrom umgewandelt?
Wie kann der Entladungszustand des Akkumulators festgestellt werden?
Wie geschieht die laufende Aufladung Im Kraftfahrzeug?
Welche zwei Akkumulatoren sind in diesem Text genannt?

Akkumulator

Der Akkumulator iat ein Gerät zum Speichern von elektrischer Energie (Gleichstrom) auf elektrochemischem Wege. Die elektrische Energie wird beim Laden d.h. beim Zuführen von Gleichstrom, in chemische Energie umgewandelt. Beim Entladen verläuft dieser Vorgang umgekehrt, und dadurch wird die elektrische Energie in Form von Gleichstrom wieder nutzbar gemacht. Die gebräuchlichste Form ist der Bleiakkumulator. Die Abgabe des gespeicherten Strom des Akkumulators, die Entladung, erfolgt über eine leitende Verbindung, die zwischen den beiden äusseren Metallplatten des Akkumulators, dem Plus-Pol (+) und dem Minus-Pol (-), hergestellt wird.

Der Entladungszustand des Akkumulators kann durch Überprüfen der einzelnen Zellen mit dem Spannungsmesser festgestellt werden.

Zum Aufladen wird der Akkumulator mit Gleichstrom beschickt, dessen Spannung der Betriebsspannung des Akkumulators entsprechen muss. Gleichrichter, Transformator und Spezialschalter bilden eine Einheit als Ladegerät.

Im Kraftfahrzeug (Schlepper usw.) geschieht die laufende Aufladung durch die Lichtmaschine, die wie ein Generator wirkt.

Außer dem Bleiakkumulator wird auch der Stahlakkumulator verwendet. Beim Einbau des Akkumulators in ein Kraftfahrzeug ist darauf zu achten, das die Massenleitung an den Minus-Pol, die Anlasserleitung an den Plus-Pol angeschlossen werden.

1. Lest bitte den Text « Elektrische Maschinen » und übersetzt ihn.

2. Antwortet auf die Fragen:

1. Woher kommt der Begriff “Elektrische Maschine“?

2. Was versteht man unter elektrischen Maschinen?

3. Welche Elemente hat die elektrische Maschine?

4. Welche Gruppen elektrischer Maschinen unterscheiden wir?

5. Was machen die Generatoren?

Elektrische Maschinen

Der Begriff “Elektrische Maschine“ kommt aus der Elektrotechnik. Unter elektrischen Maschinen sind Einrichtungen und Geräte zu verstehen, mit deren Hilfe elektrischen Energie in mechanische und umgekehrt verwandelt werden kann. Tritt am Eingang, am Ausgang oder an beiden Stellen elektrische Energie auf, so sprechen wir von elektrischen Maschinen.

Elektrische Maschinen sind in den unterschiedlichsten Bauformen zu finden. Die folgende Beschreibung beschränkt sich auf die gebräuchlichste Bauform für rotierende Elektromaschinen.

Diese Bauform enthält die folgenden Elemente:

Den Ständer oder Stator mit Spulenwicklungen;
Den Läufer oder Rotor mit Spulenwicklungen oder in sich kurzgeschlossener „Käfigwicklung“;
Die Welle;
Das (meist) zylinderförmige Gehäuse;
Die Lagerschilde mit Wellenlagern;
Die Klemmen.

Nach Art der ablaufenden Energieumsetzung unterscheiden wir verschiedene Gruppen elektrischer Maschinen:

MOTOREN. Sie nehmen elektrische Energie auf und geben mechanische ab. Die Umwandlung erfolgt durch die Kraftwirkung eines Magnetfeldes auf stromführende Leiter. Die Elektromotoren bestehen aus einem feststehenden und einem sich drehenden Teil. Sie werden in der Landwirtschaft in sehr großer Zahl eingesetzt.
GENERATOREN. Sie nehmen mechanische Energie auf und wandeln diese mit Hilfe eines Magnetfeldes in elektrische um. Generatoren kommen in der Landwirtschaft weniger vor, doch besitzt z.B. jener Schlepper eine Lichtmaschine.
UMFORMER. Bei diesen Maschinen ist die aufgenommene Energie wie die abgegebene Elektroenergie. Ein- und Ausgangsenergie unterscheiden sich durch verschiedene Parameterwerte, z.B. Spannung, Frequenz, Phasenzahl, Phasenverschiebung.

1. Lest bitte den Text « Energieformen» und übersetzt ihn.

2. Antwortet auf die Fragen:

Welche zwei Gruppen von Energieformen kennen Sie?
Wie bezeichnet man die Primärenergien?
Was versteht man unter dem Begriff „Energie“?
Wieviel Energieformen treten bei den physikalischen Vorgängen auf?
Wie unterscheidet man mechanische und chemische Energien?

Energieformen

Jede Mechanisierung in der Landwirtschaft setzt die Bereitstellung von Energie in geeigneter Form aus. Es wird zwischen ursprünglichen Energieformen (Primärenergie) und veredelten Energieformen (Sekundärenergie) unterschieden. Die Primärenergien (Holznutzung, Kohle, Heizöl, Erdgas) werden auch als Energiequellen bezeichnet. In der Regel werden sie in Sekundärenergien, wie z.B. mechanische oder elektrische Energie, überführt.

„Energie“ ist zwar ein sehr komplexes Thema, kann aber aufgrund ihrer Erfahrbarkeit in einigen Formen im Alltag auch schon in der Primarstufe vermittelt werden. Aber nicht jede Form der Energie ist einfach zu vermitteln. Energie ist, unabhängig von der Energieform, eine charakterisierende Größe für den Zustand eines Systems, eine so genannte Zustandsgröße. Bei den physikalischen Vorgängen treten viele verschiedene Energieformen auf:

· Mechanische Energie (kinetische und potenzielle Energie),

· Wärmeenergie,

· Elektrische Energie,

· Chemische Energie,

· Strahlungsenergie,

· Kernenergie.

Diese Energieformen sind in verschiedenen Energieträgern in der Natur enthalten:

· Mechanische Energie ist im fließenden Wasser, den Gezeiten und dem Wind erhalten;

· Wärmeenergie ist im heißen Erdkern, in Tiefenströmungen und heißen Quellen, im Erdreich und der Sonnenstrahlung enthalten;

· Chemische Energie ist den fossilen Rohstoffen und der Biomasse gespeichert;

· Strahlungsenergie ist u.a. im Sonnenlicht enthalten;

· Kernenergie kann z.B. bei der Spaltung von Uran freigesetzt werden.

1. Lest bitte den Text « Energieeinsatz in der Landwirtschaft » und übersetzt ihn.

2. Antwortet auf die Fragen:

1. Was fordert heute die Elektrizität?

2. Wie werden die Kosten für elektrischen Strom in der Bundesrepublik Deutschland berechnet?

3. Wie ist Senkung der Stromkosten möglich?

4. Wie ist Die Einschränkung des Stromverbrauches?

5. Wozu dürfen Einsparungsmaßnahmen bei der Elektroenergie nicht führen?

Energieeinsatz in der Landwirtschaft

Die Elektrizität fordert heute ein Viertel bis ein Drittel der gesamten Aufwendungen für Energie in der landwirtschaftlichen Erzeugung. Während jedoch die benötigten Treibstoffmengen für sämtliche Schlepper seit etwa 1970 kaum noch zunehmen, verzeichnet der Einsatz von Elektroenergie in der Landwirtschaft eine weitere kräftige Steigerung, insbesondere bei Betrieben mit intensiver Tierhaltung. Die durchschnittlichen Verbrauchswerte je landwirtschaftlicher Betrieb liegen z. B. etwas über 800 kWh/Jahr bzw. bei etwa 500 kWh/ha LF und Jahr. Die Kosten für elektrischen Strom in der Bundesrepublik Deutschland in Höhe von etwa 1,3 Mrd. Euro werden nach sehr unterschiedlichen Tarifen berechnet.

Senkung der Stromkosten ist durch Einsparung des Stromverbrauches möglich. Folgende Maßnahmen können hierzu beitragen:

· Gebläseförderung mit hohem Leistungsbedarf vermeiden und mechanische Förderer verwenden,

· leistungsstarke Geräte mit nur geringer Einsatzzeit über den Zapfwellenantrieb des Schleppers betreiben (z.B. Silobefüllgebläse),

· Wärmeerzeugung zur Trocknung und Klimatisierung durch andere Energiearten vorsehen (z.B. Ölheizung).

Die Einschränkung des Stromverbrauches ist in den verschiedenen Produktionsverfahren unterschiedlich. Beispiele sind der Übergang von einer Zwangslüftung zur Trauf-Firstlüftung in der Rinderhaltung, die Beheizung von Ferkelställen mit Warmwasser oder Gas und die Silagebereitung an Stelle von Unterdachtrocknung.

Einsparungsmaßnahmen bei der Elektroenergie dürfen jedoch in keinem Fall zu einer Verschlechterung der Produktionstechnik führen. Vielmehr kommt es darauf an, den elektrischen Strom als kostbare Energieform sinnvoll und entsprechend seiner Vorzüge richtig einzusetzen.

1. Lest bitte den Text « Energieprobleme » und übersetzt ihn.

2. Antwortet auf die Fragen:

1. In welche zwei Gruppen können die Probleme der Energienutzung klassifiziert werden?

2. Warum ist es schwieriger mit den indirekten Belastungen?

3. Was verändert Kohlendioxid in der Erdatmosphäre?

4. Wozu führt der Abbau der Druckunterschiede in der Erdatmosphäre?

5. Welche schlimmste mögliche Folge der kontinuierlichen Erwärmung kennen Sie?

Energieprobleme

Aus der verstärkten Nutzung von Energie auf unserer Erde entstehen Probleme. Sie können auf die folgende Art klassifiziert werden:

· Direkte Belastung, erzeugt durch Energieerzeugung und -nutzung in Form von Lärm, Gestank, giftigen Stoffen;

· Indirekte Belastungen durch Freisetzung von Stoffen, beispielsweise Kohlendioxid mit der Folge schwerwiegender Klimaänderungen.

Die direkten Belastungen sind die am einfachsten auszuräumenden, da sie offensichtlich sind. Industrieanlagen sind – zumindest in hochindustrialisierten Staaten – inzwischen relativ sauber, Fahrzeuge müssen strengen Normen genügen, die ihre Lärmemissionen verringern.

Schwieriger ist es mit den indirekten Belastungen, die zeitlich und räumlich nicht mit ihren Verursachern zusammenfallen. Prominentestes und wohl auch bedrohlichstes Beispiel ist die Emission von Kohlendioxid in die Erdatmosphäre durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, also beispielsweise der Kohle in Kraftwerken, des Erdöls in Automotoren sowie des Erdgases in Hausheizungen. Das meiste Kohlendioxid wird von den Industrienationen auf der nördlichen Halbkugel emittiert, die vermutlich eintretenden Folgewirkungen werden sich in keinster Weise auf die Nordhalbkugel beschränken.

Kohlendioxid in der Erdatmosphäre verändert das Gleichgewicht zwischen eingestrahlter Sonnenenergie und wieder ausgesandter Wärmestrahlung hin zu einer Erwärmung der Erdatmosphäre. Diese Wärme ist aber auch gleichbedeutend mit einem Zuwachs an Energie in der Atmosphäre, damit zu einem Anstieg der Druckunterschiede in der Erdatmosphäre. Der Abbau dieser Druckunterschiede führt zu einem schnelleren Ausgleich: Stürme mit höheren Windgeschwindigkeiten sind die Folge.

Durch die kontinuierliche Erwärmung könnten sich Klimazonen verschieben, was dazu führt, daß Landwirtschaft in derzeit fruchtbaren Gegenden unmöglich wird, uns also direkt betreffen könnte. Schlimmste mögliche Folge ist ein Umkippen des globalen Klimageschehens, im Sinne eines schwankenden Klimas, ganz im Gegensatz zu dem in den letzten Jahrhunderten recht stabilen Klima.

1. Lest bitte den Text « Energie für das 21. Jahrhundert » und übersetzt ihn.

2. Antwortet auf die Fragen:

1. Wie kann man dieses Jahrhundert bezeichnen?

2. Welche Rolle spielt heute der Umgang mit Energie?

3. Wofür wird der menschgemachte Treibhauseffekt sorgen?

4. Womit müssen wir auskommen, wenn wir in einer lebensfähigen Welt leben wollen?

5. Was brauchen wir dringend?

Energie für das 21. Jahrhundert

Dieses Jahrhundert ist ein Jahrhundert wesentlicher Entscheidungen. Eine wichtige Rolle spielt heute schon der Umgang mit Energie, in wenigen Jahren, vielleicht in einem Jahrzehnt wird er wohl die Hauptrolle spielen.

Einerseits werden die Vorräte an Erdöl und Erdgas Mitte bis Ende des Jahrhunderts zur Neige gehen, andererseits wird der menschgemachte Treibhauseffekt für immer stärkere globale Klimaänderungen sorgen. Auch ein uneingeschränkter Ausbau der Kernenergienutzung wird keine nachhaltige Lösung sein. Und dummerweise fehlen uns tragfähige Alternativen, etwa aus dem Bereich der erneuerbaren Energien, die unseren gigantischen Energiehunger bezahlbar stillen können.

Eine nachhaltige Lebensweise – eine Lebensweise, die unsere Welt erhält und damit unser Überleben sichert – muss gefunden werden. Wenn wir Menschen in einer lebensfähigen Welt leben wollen, müssen wir mit weniger Ressourcenverbrauch auskommen. Bescheidenheit und Effizienzverbesserungen werden im Verbund helfen. Dazu sind Informationen zu und neue Techniken der Energienutzung von essentieller Bedeutung.

Das Ziel, Bescheidenheit zu fördern und Effizienzverbesserungen zu erreichen, kann nur durch richtige Entscheidungen von heute erreicht werden.

Aber Bescheidenheit alleine reicht bei einer immer zahlreicher werdenden Weltbevölkerung nicht aus. Und zurück zu den Wurzeln des Bauernlebens können und wollen wir nicht – bei der Zahl von Menschen wären die ökologischen Schäden bei einer Lebensweise, die der des 18. Jahrhunderts entspricht, dramatisch! Wir brauchen dringend neue Techniken, die saubere Energie bereitstellen, ohne das System Erde zu belasten.

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 168; Мы поможем в написании вашей работы!

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