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Interessante Themen

Warum erneuerbare Energien?

Fossile Energieträger wie Öl, Kohle und Gas haben zwei wesentliche Nachteile: sie sind nicht unendlich verfügbar und ihre Verbrennung erzeugt klimaschädliche Emissionen - mit erheblichen Folgeschäden und Folgekosten. Auch Uran ist endlich. Der Ausbau der erneuerbaren Energien ist darum nicht nur sinnvoll, sondern gesamtwirtschaftlich auch vorteilhaft.

Warum erneuerbare Energien?

Fossile Energieträger wie Öl, Kohle und Gas haben zwei wesentliche Nachteile: sie sind nicht unendlich verfügbar und ihre Verbrennung erzeugt klimaschädliche Emissionen - mit erheblichen Folgeschäden und Folgekosten. Auch Uran ist endlich. Der Ausbau der erneuerbaren Energien ist darum nicht nur sinnvoll, sondern gesamtwirtschaftlich auch vorteilhaft.

Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) im Überblick

Die wesentlichen Inhalte des Wärmegesetzes 

Das Wärmegesetz legt fest, dass spätestens im Jahr 2020 14 Prozent der Wärme in Deutschland aus Erneuerbaren Energien stammen muss. Es dient dem Schutz der Umwelt und soll dazu beitragen, den Ausstoß Klima schädlicher Treibhausgase zu verringern.

Wie funktioniert eine thermische Solaranlage?

Der Flachkollektor ist der am häufigsten eingesetzte Kollektortyp zur Gewinnung von Sonnenwärme und das Herzstück einer thermischen Solaranlage

Einspeisevergütung / Installation, Exportraten, führende Hersteller

Einspeisevergütung: Die Vergütung des Solarstroms in Deutschland ist im EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) geregelt und wird auf alle Stromverbraucher umgelegt.

Aktuelle Situation der Preisentwicklung

Die reinen Herstellungskosten der Module sind in den letzten Jahren stark gesunken Entwicklung der reinen Herstellungskosten für Solarstrom. Das EEG hat somit wie geplant bewirkt, dass dank Massenproduktion, Produktivitätssteigerungen und technischem Fortschritt die Kosten gesenkt werden konnten.

Modulpreise

Modulpreise: Mittlerweile sind in Japan kristalline Sharp Solarmodule ab 1670 €/kWp erhältlich. Sharp Markenmodule kosten in Deutschland etwa 3300 €/kWp Netto. Im deutschen Großhandel kosten monokristalline Module bei einer Abnahme von 100 kWp 2900 €/kWp Netto.

Verbundanlage / Inselanlage / Versorgungssicherheit

Verbundanlage: Bei im Verbundnetz betriebenen Anlagen kann die wartungsintensive Energiespeicherung in einem Zwischenkreis entfallen, der eingespeiste elektrische Strom wird sofort verbraucht, der Ausgleich der unterschiedlichen Verbrauchs- und Angebotsleistungen erfolgt über das Verbundnetz.

Integration in das Stromnetz / Konformität zum Verbrauch / Übertragung / Speicherung

Integration in das Stromnetz - Schwankung des Angebots: Das schwankende Angebot der Photovoltaik wirkt aus Sicht des Stromnetzes nicht anders als schwankender Verbrauch; die eingespeiste Photovoltaikleistung stellt sich dabei wie eine Verbrauchsminderung dar. Diese Laständerungen sind, wie die durch den Stromverbraucher verursachten Schwankungen der Last, statistisch vorhersagbar.

Grid Parity

Grid Parity, auf deutsch "Netz-Gleichwertigkeit", wird dann erreicht, wenn Strom aus einer Photovoltaikanlage zum gleichen Preis wie der Endverbraucherpreis von Steckdosenstrom angeboten werden kann. Wenn z.B. Steckdosenstrom eines Tages rund 25 Cent/kWh kostet (2007: ca. 19 Cent) und die Einspeisevergütung für Solarstrom z.B. 24 Cent beträgt (2010 geplant lt.

Leistung / Wirkungsgrad / Potential Photovoltaik

Nennleistung: Die Nennleistung von Photovoltaikanlagen wird häufig in Wp (Wattpeak) beziehungsweise kWp angegeben. „peak“ (engl. Höchstwert, Spitze) bezieht sich auf die Leistung bei Testbedingungen, die dem Alltagsbetrieb nicht direkt entsprechen. Es handelt sich dabei auch nicht um die Leistung der Zelle oder des Moduls bei höchster Sonneneinstrahlung.

Technische Beschreibung Photovoltaik

Die als Licht und Wärme auf die Erde auftreffende Menge an Sonnenenergie beträgt jährlich 1,5 · 1018 kWh; dies entspricht in etwa dem 15.000-fachen des gesamten Primärenergieverbrauchs der Menschheit im Jahre 2006 (1,0 · 1014 kWh/Jahr). Der Lichtenergieeintrag durch die Sonne beträgt pro Jahr etwa 1,1 · 1018 kWh.

Begriffserklärung / Geschichte der Photovoltaik

Unter Photovoltaik oder Fotovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Strahlungsenergie, vornehmlich Sonnenenergie, in elektrische Energie. Sie ist seit 1958 zunächst in der Energieversorgung von Weltraumsatelliten mittels Solarzellen im Einsatz.

Der Energieausweis fürs Wohnhaus

Berlin (AFP) - Vom 1. Juli an sollen Mieter und Hauskäufer die Energie-Nebenkosten eines Hauses schneller und einfacher abschätzen können als bisher. Dann kommt der Energieausweis, der über die Energie-Effizienz eines Gebäudes informiert. Allerdings fühlen sich nur rund 15 Prozent der Verbraucher gut über den Gebäudepass informiert. 

Unter welchen Vorraussetzungen ist eine Photovoltaikanlage Anlagevermögen?

Die erste Frage die es zu beantworten gilt ist: Was ist überhaupt ein Anlagevermögen?

Komponenten einer Inselanlage

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Solarmodule
  • - bilden das Herzstück einer Solarstromanlage. Sie sorgen für die Erzeugung des Stroms. Die Lebensdauer qualitativ hochwertiger Solarmodule liegt mittlerweile bei über 35 Jahren, sie stellen den zuverlässigsten Teil einer Anlage dar. 
Solarbatterien

Energieausweis für Gebäude

Energieausweis

Bei steigenden Energiepreisen werden energieeffiziente Gebäude immer attraktiver. Der Energieausweis dokumentiert die energetische Qualität von Gebäuden und gibt konkrete Modernisierungstipps zur Energieeinsparung. Als Instrument für mehr Markttransparenz motiviert der Energieausweis zu Investitionen in die Sanierung.

Info Energiepass - Energieausweis...

Ab Mitte 2008 gilt eine Energieklassifizierung für Immobilien, die in dem sogenannten Energieausweis festgeschrieben wird. Die deutsche Energieeinsparverordnung (EnEV) dient als Grundlage für die Ausstellung. Der Energiepass ist nach seiner Einführung im Juni 2008 verpflichtend, wenn einer Immobilie verkauft oder vermietet werden soll.

Windkraftanlage in schematischer Darstellung

Technische_Skizze_-_Windkraft.jpg

Die Grafik zeigt eine Windkraftanlage in schematischer Darstellung.

Stromerzeugung aus Tiefengeothermie

Hydrothermale Geothermie

Bei der Stromerzeugung aus Erdwärme wird die im Untergrund vorhandene Energie über Turbinen verstromt. Dafür sind Wassertemperaturen von mindestens 90 Grad Celsius (°C) notwendig. Dabei können hydrothermale Heiß- und Trockendampfvorkommen mit Temperaturen über 150°C direkt zum Antreiben einer Turbine genutzt werden.

Wie funktioniert eine Holzpellet-Heizung?

Wie funktioniert eine Holzpellet-Heizung?

Die effizienteste und sauberste Form der Wärmeerzeugung aus Holz für den Bedarf von Ein- und Mehrfamilienhäuser sind Holzpelletöfen. Holzpelletöfen verbrennen wenige Zentimeter lange, ca. 7 mm dünne Holzpresslinge, die so genannten Pellets.

Wie funktioniert eine Biogasanlage?

Wie funktioniert eine Biogasanlage?

In der Vorgrube werden Gülle und andere Substrate zwischengelagert und eventuell zerkleinert, verdünnt oder gemischt. Substrate sind die feste oder flüssige Biomasse, die im Fermenter zur Biogaserzeugung eingesetzt werden.

Wie funktioniert eine Solarthermieanlage?

Wie funktioniert eine Solarthermieanlage?

Die Grafik zeigt eine solarthermische Anlage in schematischer Darstellung. Die einzelnen Bestandteile werden kurz erläutert und die Prozesse der Warmwassergewinnung und des Heizens mit Sonnenenergie werden nachvollzogen.

Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage?

Technische Skizze Photovoltaik

Die Grafik zeigt eine Photovoltaikanlage in schematischer Darstellung. Die einzelnen Bestandteile werden kurz erläutert und der Prozess der Stromproduktion aus Sonnenenergie wird nachvollzogen.

Wie funktioniert eine Windkraftanlage?

Technische_Skizze_-_Windkraft.jpg

Die Grafik zeigt eine Windkraftanlage in schematischer Darstellung.

Der Erneuerbare-Energien-Mix 2007

EE-Mix_2007.jpg
Bildquelle: "Agentur für Erneuerbare Energien"
 
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Strom, Wärme und Kraftstoffe aus Erneuerbaren Energien 1998-2007

Strom, Wärme und Kraftstoffe aus Erneuerbaren Energien 1998-2007
Bildquelle: "Agentur für Erneuerbare Energien"
 
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Anteile Erneuerbarer Energien am Energieverbrauch 1998-2007

Anteile Erneuerbarer Energien am Energieverbrauch 1998-2007
Bildquelle: "Agentur für Erneuerbare Energien"
 
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Wie funktioniert oberflächennahe Geothermie?

Oberflächennahe Geothermie
Die Grafik zeigt, wie man mit einer Erdwärmeanlage heizen kann.
 
Bildquelle: "Agentur für Erneuerbare Energien"
 

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BMU-Broschüre: Die Klima-Prämie

Sie wollen auf erneuerbare Energien umrüsten? Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit hat 2008 die Informationsbroschüre „Die Klima-Prämie – Was bringt sie? Wer kann profitieren?“ herausgegeben.

Aus dem Inhalt:
 
Wofür bekommen Sie die Klima-Prämie?
 
  • die das Wasser im Haus wärmen
  • die zugleich Wasser wärmen und die Heizung unterstützen
  • die Kälte erzeugen
  • oder Prozesswärme bereitstellen.

Kombination von Brennwerttechnik und thermischer Solaranlage

Automatisch beschickte Biomassekessel

Regeln für hohen Ertrag

Rund 500 Photovoltaik-Anlagen hat das Fraunhofer-lnstitut für Solare Energiesysteme (Fraunhofer Ise) in Freiburg und Umgebung untersucht und in einem ersten Schritt jeweils den spezifischen Ertrag des Jahres 2004, gemessen in Kilowattstunden pro installierter Solarstromleistung (kWh/kWp), ermittelt. Anlagen mit besonders guten und auch mit besonders schlechten spezifischen Erträgen wurden so ermittelt. Alle vom Fraunhofer ISE untersuchten Solarstromanlagen erreichten im Durchschnitt einen Ertrag von 839 kWh/kWp. Im Rahmen der Felduntersuchung wurden alle Anlagen, deren jährlicher Ertrag 700 kWh/kWp nicht erreichte, unter die Lupe genommen.

BaFA erneuerbare Energien Förderung: Zuschüsse für Solarthermie und Pelletkessel

Klima-Hotline der Bundesregierung gestartet.

Unter dem Motto "Klimaschutz zahlt sich aus" hat das Bundesumweltministerium (BMU) am 01.03.2008 in Kooperation mit der Deutschen Energie-Agentur (dena) und den Verbraucherzentralen eine Informationskampagne gestartet, um den Einsatz erneuerbarer Energien für die Wärmegewinnung zu erhöhen und damit den Ausstoß des klimaschädlichen Kohlendioxids (CO2) zu verringern.

Solarbatterien

Als Solarbatterien, manchmal auch Solarakkumulatoren oder kurz Solarakkus genannt, früher auch Sonnenbatterie, werden Akkumulatoren bezeichnet, die speziell für den Einsatz in Fotovoltaikanlagen entwickelt wurden.

Ursachen für geringe Erträge

Im Rahmen der vom Fraunhofer Institut durchgeführten Felduntersuchung wurden alle Anlagen, deren Ertrag unter 700 kWh/kWp lagen, vor Ort in Augenschein genommen. 

Die häufigsten Ursachen für geringe Erträge waren dabei in folgenden Bereichen zu finden:

Freiburger Studie bringt es an den Tag: Effizienz bei Fotovoltaikanlagen noch nicht ausgereizt

Große Unterschiede im Stromertrag 

Hauptfaktoren für hohe Stromausbeute: Wahl des Einzelstandortes, Ausrichtung des Solargenerators, Qualität und Abstimmung der Technikkomponenten

Anlagen in den letzten Jahren immer besser geworden

Studie wird wichtigen Beitrag für Qualitätssteigerung der gesamten Solarbranche leisten 

Solaranlage Thermische Solaranlagen

Thermische Solaranlage / Solarkraftwerke

Eine Solaranlage ist eine technische Anlage zur Umwandlung von Sonnenenergie in eine andere Energieform.
Eine (größere) Solaranlage zur Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie wird auch Solarkraftwerk genannt.

Solaranlagen lassen sich nach dem Arbeitsprinzip und der gewonnenen Energieform in drei grundsätzliche Typen unterscheiden:

Thermische Solaranlagen liefern Wärme oder Hitze (z.B. Solarkocher).
Thermische Solarkraftwerke liefern Hitze für einen Prozess aus dem elektrische Energie, evtl. auch Wärme oder sogar 'Kälte' gewonnen wird.
Photovoltaikanlagen liefern elektrische Energie.
Andere regenerative Energiegewinnungsanlagen (Wasser, Wind, Biomasse usw.) sind im Prinzip ebenfalls 'Solaranlagen',
werden jedoch nicht als solche bezeichnet, da die Sonne als treibende Kraft nur indirekt wirkt.

Solar im Garten - Immer mehr Gartenfreunde nutzen die Sonne

Jeder Vierte Deutsche verbringt seine Freizeit im Haus- oder Schrebergarten. Viele Garten- und Naturfreunde setzen mittlerweile auf den Einsatz von Solartechnik, denn nicht überall ist eine Steckdose vorhanden. Die Beleuchtung des Gartenhauses, der Kühlschrank, Radio und TV werden mittels Photovoltaik (PV) mit Strom versorgt. Auch für dekorative Zwecke, z.B. für die Gartenbeleuchtung oder Teichpumpen, wird mittlerweile gerne auf „Solar“ zurückgegriffen. 

Übersicht Fördermittel

Marktanreizprogramm des Bundesumweltministerium (BMU)

Ab dem Jahr 2008 wird die Förderung für erneuerbare Energien im Wärmemarkt mit neuen Schwerpunkten fortgesetzt.

Unternehmer ohne Gewerbe: Vorteile nutzen – Nachteile meiden

Wer mit seiner Solarstromanlage Einkünfte erzielt, darf sich Unternehmer nennen. Allein von diesem Titel kann man sich zwar nichts kaufen, wohl aber von der Umsatzsteuer, die das Finanzamt unter bestimmten Voraussetzungen erstattet. Die weit verbreitete Annahme, dass mit der Unternehmereigenschaft auch die lästige und womöglich auch teure Pflicht zur Gewerbeanmeldung einhergeht, trifft hingegen nicht zu.

Betreiber von Solarstromanlagen gelten als Unternehmer, wenn sie dem Finanzamt ihre Absicht plausibel machen, damit einen Ge­winn zu erzielen. Das klingt nach erheblichem Auf­wand, nach Buchführungspflicht, Einkommensteuer und Gewerbean­meldung – lauter Dinge, vor denen man sich lieber drücken möchte.

Betriebsausgaben mindern die Steuer

Wer neben seinen „Einkünften aus nicht selbstständiger Tätigkeit“ – also dem normalen Lohn oder Gehalt – in seiner Steuererklärung Nebeneinkünfte in nennenswerter Höhe angeben muss, ist gut beraten, einen Steuerberater zu konsultieren. Die Kosten dafür kann er schließlich wiederum von der Steuer absetzen. Obwohl es im Einzelfall für den Anlagenbetreiber ein wenig kompliziert werden kann, ist das Prinzip aber recht einfach.

Solarcarports sind Wetterschutz und Stromlieferant zugleich

Statt teure Parkgebühren zu zahlen, werden Besitzer von Solarcarports sogar für ihren Parkplatz entlohnt. Denn Solarcarports bieten nicht nur Schutz vor Wind und Wetter, sondern produzieren auch Strom.

Jeder Betreiber sollte seine Photovoltaikanlage versichern

Eine gute Versicherung ist für Betreiber von Solarstromanlagen ebenso wichtig wie hochwertige Module und zuverlässige Wechselrichter

Um sich für das richtige Konzept zu entscheiden, muss man wissen, welche Risiken überhaupt abzusichern sind und die Angebote der Versicherungen genau vergleichen. 

Besonderheiten von Solarversicherungen 

Eine eigene Haftpflichtversicherung für die Solarstromanlage ist unbedingt erforderlich, wenn nicht zweifelsfrei und schriftlich geklärt ist, dass die Privathaftpflicht die Ansprüche von Dritten gegen den Betreiber abdeckt. Die Jahresprämie liegt je nach Deckungssumme und Vertragslaufzeit zwischen ungefähr 40 und 90 Euro jährlich. Für Anlagen auf gemieteten Dächern gelten Pauschalangebote nur sehr eingeschränkt. 

Helvetia Photovoltaikversicherung

Die Helvetia Photovoltaik-Versicherung ist die richtige Absicherung für Ihre Photovoltaikanlage. Denn sie schützt Ihre Investition umfassend und innovativ vor Schäden und Ausfällen.

VHV Photovoltaikversicherung

VHV PHOTOVOLTAIK - ALLGEFAHRENVERSICHERUNG
Sicherheit durch Kompetenz

Obwohl Photovoltaikanlagen technisch zuverlässig sind, stellen Betriebsschäden eine nicht zu unterschätzende Gefahr dar. Die fachgerechte Installation kann sicherlich das Schadenrisiko mindern, aber keinesfalls ausschließen. Bei Ausfall der Anlage durch einen Sachschaden kommt es zum Ausfall der Stromerzeugung. Somit wird die kalkulierte Amortisation stark beeinträchtigt. Deshalb muss sich der Anwender für die gesamte Betriebszeit um einen geeigneten Versicherungsschutz kümmern. Einen umfangreichen Versicherungsschutz hierfür bietet die Elektronik- und Ertragsausfallversicherung, denn die Wohngebäudeversicherung bietet lediglich einen eingeschränkten Versicherungsschutz.

Pellets: Pelletsheizung Holzpellets Preisvergleich

Holzpellets sind ein zu stäbchenförmigen Pellets gepresstes Brennmaterial aus Holz. Sie werden in speziellen Pelletheizungen verfeuert.

Holzpellets unterliegen Normen, in Deutschland der DIN 51731, in Österreich der ÖNORM M 7135ff, oder können nach DIN plus zertifiziert werden.

Windenergie

Bei der Windenergie handelt es sich um die kinetische Energie der bewegten Luftmassen der Atmosphäre. Sie ist eine indirekte Form der Sonnenenergie und zählt deshalb zu den erneuerbaren Energien. Die Windenergie-Nutzung ist eine seit dem Altertum bekannte Möglichkeit, um Energie aus der Umwelt zu schöpfen.

Geothermie

Geothermie / Erdwärme

Die Geothermie oder Erdwärme ist die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeicherte Wärme. Sie umfasst die in der Erde gespeicherte Energie, soweit sie entzogen und genutzt werden kann, und zählt zu den regenerativen Energien. Sie kann sowohl direkt genutzt werden, etwa zum Heizen und Kühlen im Wärmemarkt (Wärmepumpenheizung), als auch zur Erzeugung von elektrischem Strom oder in einer Kraft-Wärme-Kopplung. Geothermie bezeichnet sowohl die ingenieurtechnische Beschäftigung mit der Erdwärme und ihrer Nutzung, als auch die wissenschaftliche Untersuchung der thermischen Situation des Erdkörpers.
 

Wechselrichter

Ein Wechselrichter (auch Inverter) ist ein elektrisches Gerät, das Gleichspannung in Wechselspannung bzw. Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet.

 

Reinigung

Die Verschmutzung der Module hat einen negativen Einfluss auf den Ertrag der Photovoltaik-Anlage. Werden die Module mit einer extrem glatten und damit schmutzabweisenden Schicht (meist hochfestes Glas) versiegelt, so ist die Reflexion ziemlich groß. Wird die Glasschicht mit einer antireflektierenden Kunststoffschicht beschichtet, so ist die schmutzabweisende Eigenschaft geringer.

Wartung

Für die Herstellung, den Transport, die Wartung etc. wird Energie benötigt - unter anderem in Form von elektrischem Strom und Wärme. Diese kann man berechnen - zum Beispiel anhand der Stromrechnung der involvierten Fabriken, des Kraftstoffverbrauchs der LKW etc. Wenn die Anlage fertig gebaut ist, produziert sie Strom. Der Erntefaktor gibt nun an, wieviel mehr (elektrische) Energie die Anlage im Laufe ihres Lebens produziert, als insgesamt Energie für Ihre Herstellung, Aufbau und Abbau am Lebensende benötigt wird.

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Geothermie

Geothermie / Erdwärme

Die Geothermie oder Erdwärme ist die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeicherte Wärme. Sie umfasst die in der Erde gespeicherte Energie, soweit sie entzogen und genutzt werden kann, und zählt zu den regenerativen Energien. Sie kann sowohl direkt genutzt werden, etwa zum Heizen und Kühlen im Wärmemarkt (Wärmepumpenheizung), als auch zur Erzeugung von elektrischem Strom oder in einer Kraft-Wärme-Kopplung. Geothermie bezeichnet sowohl die ingenieurtechnische Beschäftigung mit der Erdwärme und ihrer Nutzung, als auch die wissenschaftliche Untersuchung der thermischen Situation des Erdkörpers.
 

Wärmestrom aus dem Erdinneren

Die Wärme wird aus tieferen Teilen der Erde durch Wärmeleitung, also Konduktion, aber auch durch Konvektion in für die Nutzung erreichbare Tiefen transportiert.

Der terrestrische Wärmestrom, die von der Erde pro Quadratmeter an den Weltraum abgegebene Leistung, beträgt etwa 0,063 Watt/m² (63 mW/m²) (Wärmestromdichte). Dies ist ein relativ kleiner Wert und weist schon darauf hin, dass sich Geothermie vorwiegend zur dezentralen Nutzung eignet. In anomalen Gebieten, wie etwa vulkanischen, kann der Wärmefluss um ein Vielfaches größer sein.
Wegen der geringen Wärmestromdichte wird bei der Geothermienutzung vorwiegend nicht die aus dem Erdinneren nachströmende Energie, sondern die in der Erdkruste gespeicherte Energie genutzt. Eine Geothermienutzung muss dabei so dimensioniert werden, dass die Auskühlung des betreffenden Erdkörpers so langsam voranschreitet, dass in der Nutzungszeit der Anlage die Temperatur nur in einem Umfang absinkt, der einen wirtschaftlichen Betrieb der Anlage gestattet.

Einteilung der Geothermiequellen
Geothermie kann als Energiequelle zur Erzeugung von Wärme und Strom genutzt werden. Hierbei wird zwischen der Nutzung der
oberflächennahen Geothermie zur direkten Nutzung, etwa zum Heizen und Kühlen, meist als Wärmepumpenheizung, und der
tiefen Geothermie zur direkten Nutzung im Wärmemarkt oder auch indirekt zur Stromerzeugung unterschieden.
Weiterhin wird zwischen Hoch- und Niedrigenthalpielagerstätten unterschieden. Hochenthalpie bedeutet, dass derartige Lagerstätten eine hohe Temperatur bereitstellen.

Tiefe Geothermie
Mit zunehmender Tiefe in der Erdkruste steigt die Temperatur an. Im Durchschnitt beträgt die Temperaturerhöhung 35 K bis 40 K pro Kilometer Eindringtiefe (geothermische Tiefenstufe). Dieser Wert schwankt regional jedoch oft stark. Abweichungen vom Standard werden als Wärmeanomalien bezeichnet. Interessant sind besonders Gebiete mit deutlich höheren Temperaturen. Hier können die Temperaturen schon in geringer Tiefe mehrere hundert Grad betragen. Derartige Anomalien sind häufig an Vulkanaktivität geknüpft. In der Geothermie gelten sie als hochenthalpe Lagerstätten. Sie werden weltweit zur Stromerzeugung genutzt.

Hydrothermale Systeme
Für die hydrothermale Geothermie werden in großen Tiefen natürlich vorkommende Thermalwasservorräte, sogenannte Heißwasser-Aquifere (wasserführende Schichten) angezapft. Die hydrothermale Energiegewinnung ist je nach Temperatur als Wärme oder Strom möglich.

Petrothermale Systeme
Das Prinzip der Nutzung der Geothermie aus heißem dichtem Gestein (HDR), siehe auch 'Petrothermale Systeme'Gesteine in größerer Tiefe weisen eine hohe Temperatur auf. Sofern die Gesteine nahezu wasserfrei sind, kann die darin gespeicherte Energie zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden (Hot-Dry-Rock-Systeme: HDR). Um die Wärme dieser Gesteine nutzen zu können, müssen sie von Wasser als Wärmeträger durchflossen werden, das die Energie anschließend an die Oberfläche bringt.
Das in der Tiefe vorhandene heiße Gestein wird über Bohrungen erschlossen. Hierbei gibt es mindestens eine Förder- und eine Verpressbohrung, welche durch einen geschlossenen Wasserkreislauf verbunden sind. Zu Beginn wird Wasser mit enorm hohem Druck in das Gestein gepresst (hydraulische Stimulation); hierdurch werden Fließwege aufgebrochen oder vorhandene aufgeweitet und damit die Durchlässigkeit des Gesteins erhöht. Dieses Vorgehen ist notwendig, da sonst die Wärmeübertragungsfläche und die Durchgängigkeit zu gering wären. Das so geschaffene System aus natürlichen und künstlichen Rissen bildet einen unterirdischen, geothermischen Wärmeübertrager. Durch die Injektions-/ Verpressbohrung wird Wasser in das Kluftsystem eingepresst, wo dieses zirkuliert und sich erhitzt. Anschließend wird es durch die zweite Bohrung, die Produktions-/Förderbohrung, wieder an die Oberfläche gefördert.

Tiefe Erdwärmesonden
Die tiefe Erdwärmesonde ist ein geschlossenes System zur Erdwärmegewinnung. Sie besteht aus einer 2000 bis 3000 m tiefen Bohrung, in der ein Fluid zirkuliert. In der Regel ist das Fluid in einem koaxialen Rohr eingeschlossen: Im Ringraum der Bohrung fließt das kalte Wärmeträgerfluid nach unten, um anschließend in der dünneren eingehängten Steigleitung erwärmt wieder aufzusteigen. Derartige Erdwärmesonden haben gegenüber offenen Systemen den Vorteil, dass kein Kontakt zum Grundwasser besteht. Sie sind an jedem Standort möglich. Ihre Entzugsleistung hängt neben technischen Parametern von den Gebirgstemperaturen und den Leitfähigkeiten des Gesteins ab. Sie wird jedoch nur einige hundert kW betragen und somit wesentlich kleiner sein als bei einem vergleichbaren offenen System. Dies liegt daran, dass die Wärmeübertragungsfläche mit dem Gebirge sehr klein ist, da sie nur der Mantelfläche der Bohrung entspricht.
Neue tiefe Erdwärmesonden werden zurzeit (2005) in Aachen (SuperC der RWTH Aachen) und Arnsberg (Freizeitbad Nass) gebaut.
Alternativ zur Zirkulation von Wasser (eventuell mit Zusätzen) in der Erdwärmesonde sind auch Sonden mit Direktverdampfern (Wärmerohre oder aus dem Englischen Heatpipes) vorgeschlagen worden. Als Arbeitsmittel kann entweder eine Flüssigkeit mit einem entsprechend niedrigen Siedepunkt verwendet werden, oder ein Gemisch beispielsweise aus Ammoniak und Wasser. Eine derartige Sonde kann auch unter Druck und dann beispielsweise mit Kohlendioxid betrieben werden. Heatpipes können eine höhere Entzugsleistung erreichen als konventionelle Sonden, da sie auf ihrer gesamten Länge die Verdampfungstemperatur des Arbeitsmittels haben können. Durch die Isolierproblematik bei höheren Wasserdrücken ist der eigentliche Wärmeverlust im Bereich von 0 bis 1000 m. festzustellen. Selbst gute PU-Schäume verhindern nicht das hineindiffundieren von Wassermolekülen. Das Beste wäre eine Vakuumrohrummantelung für den Vor- und Rücklauf.

Das Prinzip der Nutzung der Geothermie aus heißem dichtem Gestein (HDR)
 

Geothermisches verfahren Geothermie

Oberflächennahe Geothermie
Die Temperaturen der Luft schwanken mit der Jahreszeit sehr stark. Innerhalb der oberen Schichten des Erdbodens werden diese Temperaturen jedoch nicht bzw. nur sehr stark gedämpft nachvollzogen. Aus mathematischer Sicht folgt der Temperaturverlauf einer harmonischen Schwingung. In 5 bis 10 m Tiefe entspricht die im Boden gemessene Temperatur praktisch der Jahresmitteltemperatur des Standortes (ca. 8 bis 10 °C in Deutschland).
Mittels Erdwärmesonden (vertikale Bohrungen oder horizontal und oberflächennah ins Erdreich eingebrachte Systeme), aber auch mit erdgebundenen Beton-Bauteilen wird die Wärme an die Oberfläche gefördert. Meist kommen Wärmepumpen zum Einsatz, um Heiz-Anwendungen für Gebäude zu realisieren (Wärmepumpenheizung). Vor allem im Sommer kann mit einer Wärmepumpenheizung auch gekühlt werden (ideal für Bürogebäude).
 

Nutzung von Erdwärme
Die Geothermie ist eine langfristig nutzbare Energiequelle. Mit den Vorräten, die in den oberen 3 Kilometer der Erdkruste gespeichert sind, könnte im Prinzip, rechnerisch und theoretisch der derzeitige weltweite Energiebedarf für über 100.000 Jahre gedeckt werden.
Bei der Nutzung der Geothermie unterscheidet man zwischen Direkter Nutzung, also der Nutzung der Wärme selbst und der Nutzung nach Umwandlung in Strom in einem Geothermiekraftwerk. Aus der Sicht der Optimierung von Wirkungsgraden sind auch hier Kraft-Wärme-Kopplungen (KWK) optimal. Das Problem sind hierbei meistens die Abnehmer der Wärme. Nicht an jedem Kraftwerksstandort werden sich Abnehmer für die Wärme finden lassen. Die Forderung, Geothermie ausschließlich in KWK-Projekten zu nutzen, bleibt ein Wunschtraum.

Geplante und realisierte Geothermieanlagen (Stromerzeugung) in Mitteleuropa
  Geoth. Leistung
in MW
Elektrische Leistung
in MW
Temperatur
in °C
Förderrate
in m³/h
Bohrtiefe
in m
Geplante Inbetriebnahme
Jahr
Deutschland
Bremerhaven 0,5 0,065 90   5.000 stillgelegt
Groß Schönebeck 10 1,0 150 < 50 4.294 2008
Neustadt-Glewe 1,3 - 3,5 0,21 98 119 2.250 Im Kraftwerksbetrieb seit 2003
Bad Urach 6-10 ca. 1,0 170 48 4.500 stillgelegt
Bruchsal 4,0 ca. 0,5 118 86 2.500 2008
Karlsruhe 28,0   >150 270 3.100  
Landau 22 ca. 2,5 150 250 3.000 Im Kraftwerksbetrieb seit 2007
Offenbach an der Queich 30-45 4,8 - 6,0 160 360 3.500 gestoppt wg. Bohrlochinstabilität
Riedstadt 21,5 ca.3,0   250 3.100 2008
Speyer 24-50 4,8 - 6,0 150 450 2.900 2009
Unterhaching > 30 3,4 122 > 540 3.577 2008 (Wärmelieferung seit 2007)
Sauerlach ca. 80 ca. 8,0 130 > 600 > 4.000 2009
Dürrnhaar ca. 50 ca. 5,0 130 > 400 > 4.000 2009
Mauerstetten 40 4,0 - 5,0 120 - 130 ca. 300 4.100 2009
Österreich
Altheim (Oberösterreich) 18,8 0,5 105 ca. 300 - 360 2.146 Im Kraftwerksbetrieb seit 2000
Bad Blumau 7,6 0,18 107 ca. 80 - 100 2.843 Im Kraftwerksbetrieb seit 2001
Frankreich
Soultz-sous-Forêts 30,0 6,0 200 240 8.084 2008
Schweiz
Basel 17,0 6,0 200   5.000 vorübergehend eingestellt (Beben)
Quelle:Greenpeace 2000MW - sauber! + Aktualisierung