Licht ist Energie

Wenn man längere Zeit in der Sonne sitzt, kann es einem ganz schön warm werden. Der Grund ist, dass Licht Energie in sich trägt und somit Dinge aufwärmen kann. Das merkst du besonders, wenn du im Sommer ein schwarzes T-Shirt trägst. Die schwarze Farbe verschluckt das Licht und dein Oberteil erwärmt sich dabei. Anders ist das bei Weiß: Hier wird das Licht größtenteils reflektiert, also zurückgeworfen. Die Energie, mit der das Licht Dinge erwärmen kann, nennt man auch elektromagnetische Strahlung. Sie wird von einer Lichtquelle ausgestrahlt und breitet sich dann in Form von Wellen aus – ähnlich wie die Wellen, die entstehen, wenn du einen Stein ins Wasser wirfst.

Weißes Licht besteht aus vielen verschiedenen Farben

Welche Farbe hat Licht eigentlich? Sonnenlicht erscheint für das menschliche Auge weiß – ganz richtig ist das allerdings nicht. Tatsächlich befinden sich in dem weißen Licht, das die Sonne zur Erde sendet, nämlich alle Farben des Farbspektrums – also Violett, Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot. Das wird deutlich, wenn man Licht in ein geometrisches Gebilde namens „Prisma“ leuchtet. Das Licht wird in die einzelnen Farben zerlegt und man kann das ganze Farbspektrum erkennen. Weißes Licht besteht also eigentlich aus ganz vielen verschieden Farben, die zusammen weiß wirken.

Was ist eigentlich Licht?
So sieht es aus, wenn weißes Licht in ein Prisma gestrahlt wird; Bild: www.shutterstock.com / kasezo

Licht ist 750.000-mal so schnell wie ein Düsenjet

Wenn du auf den Lichtschalter drückst, erhellt das künstliche Licht der Glühbirne sofort den dunkeln Raum. Das geht schneller, als du schauen kannst – nämlich in Lichtgeschwindigkeit. Diese beträgt mehr als 1 Milliarde Kilometer pro Stunde und ist somit 750.000-mal so schnell wie ein Düsenjet. Das Mondlicht benötigt daher auch gerade mal circa eine Sekunde, um uns auf der Erde zu erreichen. Das ist eine Geschwindigkeit, die wir uns kaum vorstellen können, so hoch ist sie.

Was ist eigentlich Licht?
Licht ist unglaublich schnell; Bild: www.shutterstock.com / Elenamiv

Intelligentes Scheinwerferlicht

Das Licht von Autoscheinwerfern ist sehr wichtig für die Sicherheit im Straßenverkehr. Es wird daher ständig daran gearbeitet, um es zu verbessern. Die Daimler AG hat spezielle Scheinwerfer mit sogenanntem „digital light“, also digitalem Licht, entwickelt. Was das Besondere daran ist? In jedem der Scheinwerfer befinden sich über eine Millionen Mikrolichter. Ein Sensor scannt die Umgebung des Autos und passt das Scheinwerferlicht optimal an die Umgebungsbedingungen an. Es ist nämlich wichtig, dass der Autofahrer möglichst gut sehen kann, aber andere Verkehrsteilnehmer dabei nicht geblendet werden.

Was ist eigentlich Licht?
Digitales Licht erkennt den Fußgänger auf dem Zebrastreifen und beleuchtet so, dass der Autofahrer ihn erkennt, aber der Fußgänger selbst nicht geblendet wird; Bild: Daimler AG

Beitragsbild: www.shutterstock.com / Family Business

Die Schlechten ins Kröpfchen

Erinnert ihr euch noch an das Märchen von Aschenputtel? Dabei musste Aschenputtel Linsen lesen. Die schlechten wurden von ihr aussortiert und die guten ins Töpfchen geworfen. Genau dasselbe passiert auch bei der Energieversorgung. Anstatt Linsen sollen nach und nach umweltschädigende Energiequellen aussortiert werden. Die meiste Energie wird heute noch aus fossilen Brennstoffen, wie Erdöl, Kohle oder Gas gewonnen, aber das soll sich ändern. Fossile Brennstoffe sind zwar nicht so gefährlich, wie beispielsweise die Kernenergie aus den Atomkraftwerken. Aber sie schaden trotzdem unserer Umwelt. Durch ihre Verbrennung wird  Kohlenstoffdioxid – kurz CO2 – ausgestoßen. Das ist ein unsichtbares Gas, das schlecht für unsere Erde ist und die Klimaerwärmung fördert.

Die Guten ins Töpfchen

Um den CO2-Ausstoß zu verringern, geht der Trend heute zu erneuerbaren Energien. Sie sind umweltschonend und stehen uns nahezu unbegrenzt zur Verfügung. Die alte Form der Energiegewinnung soll durch die neue Form immer mehr ausgelesen werden. Man spricht dabei von der Energiewende. Die fünf Superhelden, die die Wende möglich machen, heißen: Sonne, Wasser, Wind, Umweltwärme und Bioenergie. Damit die Energiewende gelingt, sind alle fünf Helden gleichermaßen wichtig.

Energie von Superhelden

Du findest es schön, wenn draußen die Sonne scheint? Meistens ist es dann auch warm und hell. Die Sonnenstrahlen machen aber nicht nur dich glücklich, sondern auch die Umwelt. Mit ihrer Energie kann die Sonne Wasser erwärmen und über Photovoltaikanlagen Strom erzeugen.

Photovoltaikanlage
Gut für die Umwelt: Sonnenenergie

Dass Wasser sehr viel Wucht hat, merkst du, wenn du im Fluss stehst und die Strömung sehr stark ist. Mit dieser Kraft können auch Kraftwerke betrieben und so Strom erzeugt werden.

Staudamm Wasserkraftwerk
Durch Staudämme wird Wasserkraft in Energie umgewandelt

Wenn draußen der Wind pfeift, ist das oft nicht so angenehm. Vielleicht musst du dann gegen ihn ankämpfen, wenn du auf dem Weg zur Schule bist. Aber er hat auch seine guten Seiten: Durch Windkraftanlagen kann Energie erzeugt werden. Und das ist klasse für die Umwelt.

Windenergie
An stürmischen Tagen haben sie viel Arbeit: Windräder

Kannst du dir vorstellen, dass in dem Boden unserer Erde enorm viel Energie steckt? Die Erde hat in ihrem Inneren eine Temperatur von über 1.000 Grad. Wir müssen sie nur nutzen. Die Eigenwärme der Erde wird in Geothermiekraftwerken gewonnen.

Erdwärme, Geothermie
Kaum zu glauben: Im Boden ist ganz schön viel Energie versteckt

Auch die Bioenergie ist eine von fünf Superhelden. Pflanzliche und tierische Abfälle werden dafür in Biogasanlagen verbrannt und dadurch in Energie umgewandelt.

Biogasanlage
Die Biogasanlage produziert Strom aus pflanzlichen und tierischen Abfällen

Danke Sonnenenergie

Auch die Daimler AG nutzt einen Superhelden um Strom zu gewinnen: Die Sonne. Auf dem Dach der neuen Logistikhalle in Germersheim wurde im Sommer 2016 eine riesige Photovoltaikanlage in Betrieb genommen. Mit einer Größe von 15.000 Quadratmetern ist die Anlage so groß wie etwa zwei Fußballfelder. Damit spart Daimler jährlich 755 Kilogramm CO2 ein.

Erneuerbare Energien am Mercedes-Benz After-Sales Standort
So groß wie zwei Fußballfelder: die Photovoltaikanlage der Daimler-Logistikhalle / Foto: Daimler

In der Autoproduktion werden erneuerbare Energien zurzeit gründlich erforscht und immer wichtiger. Denn Autos, die mit Strom statt Benzin fahren, werden in Zukunft immer wichtiger.

Energiesparen ist für die Umwelt wichtig – du kannst helfen:

Um Energie zu sparen kannst auch du deinen Beitrag leisten. Hier ein paar Tipps, die du sofort umsetzen kannst:

  • Akkus nutzen, die du immer wieder aufladen kannst, anstelle von Batterien.
  • Deine elektronischen Geräte ganz ausschalten, denn im Standby-Modus verbrauchen sie Strom.
  • Kurz duschen gehen, anstatt zu lange zu baden. Dadurch sparst du viel Wasser.
  • Deine Brötchen lieber auf dem Toaster aufwärmen, anstatt im Backofen.
  • Das Licht in deinem Zimmer ausschalten, wenn niemand drin ist.

 

Michael ist Verfahrensingenieur und ist Leiter des Kraftwerks. Er sorgt mit seiner rund 50-köpfigen Mannschaft dafür, dass der gesamte Produktionsbetrieb der Daimler AG in Sindelfingen mit Wärme und Strom versorgt wird – und das rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr. „Erdgas ist umweltschonender und außerdem können wir hier direkt die Pipeline anzapfen, das ist logistisch einfacher für uns,“ erklärt Michael den jungen Reportern.

Aber wie genau funktioniert eigentlich die Erzeugung von Wärme und Strom im Daimler Kraftwerk?

Alles beginnt mit der Gasturbine. Du kannst sie dir wegen ihrer Schaufelräder wie ein Flugzeugtriebwerk vorstellen. Im Herzstück der Anlage geht es hier ganz schön heiß her: Der Brennstoff Erdgas, ein natürlich entstandenes Gasgemisch, wird unter hohem Druck verbrannt. Dabei entstehen bis zu 1.400 Grad heiße Verbrennungsgase. Sie bewegen die Schaufeln der Turbine und Bewegungsenergie entsteht. Diese wandelt ein angeschlossener Generator dann in elektrischen Strom um.

Nach der Stromerzeugung werden die heißen Abgase aber nicht einfach ungenutzt in die Atmosphäre abgelassen. Auch sie erweisen sich als nützlich, denn sie erzeugen in einem nachgeschalteten Abhitzekessel aus Wasser heißen Dampf. An diesem Punkt kommt eine Dampfturbine ins Spiel – der eben entstandene Dampf treibt sie an. Und auch diese Turbine ist an einen Generator gekoppelt, der Strom erzeugt. Zusätzlich wird jedoch auch Wärme erzeugt, denn in einem Wärmetauscher erhitzt der heiße Wasserdampf Wasser für das Fernwärmenetz.

So versorgt das Kraftwerk nicht nur die komplette Daimler Produktionsstätte vor Ort, sondern auch einige Bürger in Sindelfingen mit Wärme. Weil hier also gleichzeitig Kraft durch den Antrieb des Dampfes und Wärme durch seine Temperatur gewonnen werden, spricht man auch von der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK).

Michael zeigt den beiden Genius-Kinderreportern jeden einzelnen Schritt der Wärme- und Stromerzeugung und führt sie durch das ganze Kraftwerk.

Erdöltank
Für den Notfall: Fällt das Erdgas aus, gibt es Erdöl aus diesen Tanks
Wärmewarte
In der Wärmewarte wird das Kraftwerk rund um die Uhr kontrolliert

„Die Wärmewarte finde ich total spannend. Wie man da bei 35 Bildschirmen und so vielen Knöpfen und Tasten den Überblick behält, ist mir ein Rätsel“, bemerkt Nick.

Gasturbine
In der Gasturbine wird das Erdgas unter hohem Druck verbrannt
Gasflamme
Besonders spannend: Emma und Nick können direkt die Gasflamme beobachten

„Im Kraftwerk ist es so warm wie in einem Tropenhaus – je höher wir laufen, desto wärmer wird es“, berichtet Nick.

Gasleitung
Michael zeigt den beiden Kindern die großen Gasleitungen für das Erdgas
Luftreinigung
Hier wird die Luft gereinigt und gefiltert – das macht ganz schön Wind

„Die Luftreinigungsanlage gefällt mir am besten. Ich habe noch nie so einen starken Wind gespürt“, erzählt Emma begeistert.

Aussicht
Toller Ausblick in 46 Meter Höhe auf das Daimler-Werk und die Teststrecke

Zum Schluss des Besuchs wurde es noch mal richtig sportlich: Rund 250 Treppen ging es hinauf, 46 Meter in die Höhe zum höchsten Punkt des Kraftwerks. Emma und Nick genossen eine tolle Aussicht über das ganze Daimler Werk und konnten auch die Teststrecke von oben beobachten.

Und neben der ganzen Technik gab es sogar noch ein tierisches Abenteuer: An einem der drei Schornsteine des Kraftwerks hatte sich ein Falke sein Nest eingerichtet und brütet dort seine Eier aus. Gemeinsam mit dem Naturschutzbund hat Michael hier eine kleine Webcam installiert, so dass er – neben den Prozessen im Kraftwerk– auch immer wieder einen kleinen Blick auf die Falken werfen kann.

Manchmal liegen Technik und Natur doch ganz nah beieinander.

Büro
Michael hat die Falken auf seinem Computer genau im Blick
Büro
Michaels Büro im Kraftwerk: Ein spannender Tag geht zu Ende

Fotos: Inge Langwieser