Energie aus Wasserkraft

Wasserkraftenergie aus Wasserkraft

In der Natur gibt es fast überall auf der Welt reichlich Wasserkraft. Die Wasserkraft ist eine der ältesten Energiequellen. Die Energieerzeugung aus Wasserkraft hat eine lange Tradition. In unserer Übersicht erfahren Sie, wie Strom aus Wasserkraft erzeugt wird. Es wurde frühzeitig erkannt, dass aus dem fließenden Wasser Energie gewonnen werden kann.

Netzteil

In Wien hat die Nutzung der Wasserkraft eine lange Vorgeschichte. Es wurde frühzeitig erkannt, wie viel Energie im fliessenden Gewässer enthalten ist, und diese wurde sinnvoll genutzt. Zwischen 1912 und 1914 wurden in Wien mehrere Kleinwasserkraftwerke erbaut. Sie hat eine Leistung von 172 MW und kann damit rund die Haelfte aller Privathaushalte in Wien mit Elektrizitaet versorg.

Elektrizität aus dem Meer ist überall rein. Dabei ist die gewonnene Elektroenergie zu 100-prozentig CO2-frei - ein bedeutender Klimaschutzbeitrag. Nicht nur in großen Lauf- und Speicherkraftwerken kann die Wasserkraft genutzt werden, auch im kleinen Maßstab ist Wasserkraft Sinn. Es gibt zwei Typen von Wasserkraftwerken: Lauf- und Speicherkraftwerke.

In beiden Fällen wandelt eine Gasturbine die Energie des strömenden Wasser in Drehimpuls. Die Energie wird über eine Mikrowelle zu einem Stromerzeuger geleitet, der aus der kinetischen Energie elektrische Energie generiert. Das Verfahren ist vergleichbar mit dem von Windkraftanlagen - mit dem entscheidenden Vorteil, dass sie die Energie des Winds ausnutzen. Lauf- und Lagerkraftwerke gibt es.

Auch bei Wasserkraftwerken kann man nach der Fallkante des Wasserspiegels vorgehen. Unabhängig davon, wie tiefsinnig das gesunkene Gewicht des Trinkwassers ist, bevor es auf die Anlage auftrifft, eines ist immer gleich: Das Trinkwasser steht unter mehr oder weniger hohem Wasserdruck. Es gibt keine oder nur geringfügige Wasserreservoirs. Umleitungskraftwerke leiten im Gegensatz zu Laufwasserkraftwerken das Abwasser in einen Einzugskanal ein.

Dort durchläuft das Flusswasser die Anlagen und wird dann wieder in den Flussbett zurückgeführt. Die Triebwerke haben nur niedrige Förderhöhen (ca. 5 bis 20 Meter). Diese liegen in der Regel im mittleren Bereich von Fließgewässern und haben daher einen höheren Wasserstand als Mittel- oder Hochdrucksysteme. Mitteldruckanlagen umfassen unter anderem Triebwerke mit einer Fallhöhe von bis zu 100 Metern.

Diese werden an Flüsse und Bäche mit steileren Steigungen gebaut und verbrauchen weniger Wasser als Niederdrucksysteme. Mitteldruckanlagen werden in Laufwasserkraftwerken (ohne Speicher) und Speicheranlagen (mit Energiespeicher) eingesetzt. Bei Kraftwerken mit einer Abwurfshöhe von mehr als 100 Metern spricht man von Hochdruckanlagen. Es kann als Laufwasserkraftwerk (ohne Speicher) oder als Speicherkraftwerk (mit Energiespeicher) gebaut werden.

Speicher-Kraftwerke haben einen Wasservorrat in Gestalt eines Stausees. Dieses Energiespeichersystem wird entweder durch natürliche Zuflüsse versorgt oder durch eine Pumpe (Pumpspeichersystem) gefüllt. Speicher-Kraftwerke umfassen Spitzenlastzeiten, d.h. solche Zeiträume, in denen viel Elektrizität benötigt wird. Neben der Stromerzeugung sind sie auch ein Schutz vor Überschwemmungen und können für die Trinkwasserversorgung genutzt werden.

Lagerkraftwerke werden als Mitteldruck- oder Hochdruckanlagen ausgeführt. Das Funktionsprinzip ähnelt dem der Wasserräder: Der Turbinenantrieb wandelt die Energie des Trinkwassers in eine mechanisierte Rotationsbewegung um. Abhängig von der Fallkörperhöhe sind Kaplanturbinen, Francisturbinen oder Peltonturbinen die beste Lösung. Eingesetzt werden diese Anlagen in Niederdruckanlagen mit niedriger Förderhöhe (bis zu 30 Meter) und hohen Fördermengen.

Unterschiedliche Mengen an Wasser können so optimal genutzt werden. Die Wirkungsgrade der Kaplan-Turbinen liegen zwischen 80 und 95 Prozentpunkten. Francis-Turbinen werden in Mittel- und Hochdruckanlagen mit einer Förderhöhe von bis zu 400 Metern verwendet. Auf diese Weise können Geschwindigkeit und Leistung der Anlage auch bei wechselndem Wasserstand konstant bleiben. Die Effizienz einer heutigen Francisturbine beträgt über 90 vH.

Sie werden im Hochdruckbereich bei Förderhöhen zwischen 400 und 1800 Metern eingesetzt und sind auch als Freistrahlturbinen bekannt. Aufgrund der großen Fallkante hat das Gewässer einen gewaltigen Unterdruck. Ihre Effizienz beträgt zwischen 85 und 90 Prozentpunkten.

Auch interessant

Mehr zum Thema