可再生能源

可再生能源 (RE) 或可再生能源是在可持续能源供应的人类时间范围内实际上取之不尽或更新相对较快的能源。 这将它们与化石能源区分开来，后者是有限的或只能在数百万年的时间内再生。

除了有效利用能源外，可再生能源被认为是可持续能源政策和能源转型的最重要支柱。 它们包括生物能源（生物质潜力）、地热能、水能、海洋能、太阳能和风能。 它们的能量来自太阳的核聚变，这是迄今为止最重要的能源，来自地球自转和行星运动的动能，以及地球内部的热量。

“可再生能源”和“能源”等名称不能从物理学的意义上来理解，因为根据能量守恒定律，能量既不能被破坏也不能被创造，只能转化为不同的形式。 从可再生能源中获得的二次能源（电、热、燃料）通常被不准确地称为可再生能源。 术语可再生热也用于描述从地热、太阳热能或生物能源中获得的热能，以及通过太阳能建筑间接使用太阳能。 来自可再生能源的电力也被称为绿色电力和绿色电力。

从这个意义上说，谈论由持久过程提供的可再生初级能源是正确的。 可再生能源的基础是太阳核聚变、地球内部深层地热能中的放射性衰变以及潮汐能中天体在引力场中运动的三种能量转换。 迄今为止，xxx生产力的形式是太阳能，其在地球上的年能源供应量为 3,900,000 EJ（艾焦耳）。 地热提供 996 EJ，而重力提供 94 EJ。

太阳能辐射到地球上的能量相当于目前人类能量需求的一万多倍。 与人类需求相比，地热能和潮汐能的贡献要低得多，但贡献度很高。 从纯粹的物理角度来看，在可预见的未来，即使这里提到的理论潜力发生变化，例如，在可预见的未来，仍可以获得所需的多倍能量。 由于技术和生态问题而减少。 实现可持续能源供应的必要技术和概念也被认为是可用的。

太阳发出大量能量，以太阳辐射（电磁波）的形式到达地球。 从太阳辐射到地球的功率约为 174 PW（拍瓦）。 大约 30% 的辐射被反射，因此大约 122 PW 到达地球（地球的外壳和表面）。 这相当于每年约 1,070 EWh（艾瓦时），目前约为全球年能源需求的 7,500 倍。

太阳能可以直接或间接地以多种方式使用。 直接使用光伏系统和太阳能。 此外，大气层和地球表面吸收的太阳能还“提供”了机械能、动能和势能。 势能产生通过大气过程将水输送到更高的高度。 太阳能还通过气象过程在大气中产生风。 这些风（=移动的气团）包含动能（风能）； 它们在海洋上产生波浪（波浪能）。 植物在光合作用过程中吸收辐射并将其固定在可用于能量转换的生物质中。 通过带有靠近地表的地热集热器的热泵或空对空热泵来利用环境热量也是太阳能的一部分。

原则上，太阳能不仅可以直接利用，还可以以生物能、风能和水能的形式间接利用。

一方面，地球内部储存的热量来自地球形成时的余热。 另一方面，原初放射性核素的核衰变过程和潮汐力引起的固态地壳与液态地核之间的摩擦不断产生热量。 它可用于加热目的（尤其是近地表地热能）或发电（通常是深层地热能）。

太阳和月球（以及其他天体）的引力在旋转的地球内部和上面引起潮汐，地球的自转速度通过这种能量转换逐渐减慢。 以这种方式感应的电流可以用作潮汐发电厂和海流发电厂的机械能。

这些引力还导致地球体变形，从而导致固态地球和液态地核之间的摩擦，从而进一步向地球内部提供热量。 摩擦功率约为 2.5 TW（太瓦），经济上可用的潜力估计约为该功率的 9%。 然而，在这种情况下，机械能也是通过与天气的相互作用产生的，其能量被水力发电厂和风力发电厂间接使用。

在电网中，发电始终与消耗相对应，因为电网不存储电能。 局部不平衡最初会导致与标称电压的小偏差，这不仅会导致子电网之间的功率流平衡，还会导致电网频率下降，旋转电机提供或消耗的电流比驱动器或负载对应的电流多或消耗的电流少扭矩。 由于有源电网控制网络和控制电源的提供，子电网保持同相并且频率在狭窄范围内保持恒定。