Was ist ein Wasserkraftwerk?

Wasserkraftwerke wandeln die potenzielle Energie eines Gewässers, ob natürlich oder künstlich angelegt, in umweltfreundlichen Strom um. Wasserkraft bezeichnet die Stromerzeugung durch Nutzung der im fließenden Wasser vorhandenen Energie. Sie wird auch als hydroelektrische Energie bezeichnet. Diese Energieform entsteht durch die Bewegung von Wasser, beispielsweise durch ein Wasserrad oder einen anderen Mechanismus, der verschiedene Aufgaben erfüllt. So trieb beispielsweise fließendes Wasser die griechische Mühle an, die Weizen zu Mehl mahlte.

Funktionsprinzip eines Wasserkraftwerks

Im Allgemeinen besteht das Konzept eines Kraftwerks darin, einen Fluss aufzustauen, um ein Reservoir zu schaffen.

Kanäle, Zuleitungskanäle, Umleitungstunnel, Druckrohrleitungen und Wasserumwälzanlagen arbeiten mit der Erzeugung mechanischer Energie in rotierenden elektrischen Generatoren. Die Turbinen erzeugen durch ihre Drehung mithilfe des Wassers mechanische Energie. Dieses Wasser wird durch den Ableitungskanal zurück in den Wasserlauf geleitet.

Ein Drehstromgenerator wandelt die von einer Turbine erzeugte mechanische Energie in elektrische Energie um. Der so gewonnene Strom muss für die Übertragung über große Entfernungen mittels eines Transformators transformiert werden, der die Stromstärke reduziert und die Spannung erhöht, bevor er in Übertragungsleitungen eingespeist wird.

Bei Ankunft am Verbrauchsort wird die Energie dann einem zweiten Transformator zugeführt, bevor sie eingesetzt wird. Dieser erhöht die Stromstärke, verringert jedoch die Spannung, um sie für industrielle, kommerzielle oder private Zwecke geeignet zu machen.

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Arten von Wasserkraftwerken

Es gibt drei Arten von Wasserkraftwerken: Staudämme, Umleitungsdämme und Pumpspeicherkraftwerke. Einige dieser Dämme sind mit Wasserkraftwerken verbunden, andere nicht.

1. Beschlagnahme

Ein Stausee ist die gängigste Art von Wasserkraftwerk. Ein Damm bildet einen künstlichen Speicherraum , in dem das Flusswasser bis zum Bedarf zurückgehalten wird. Die Turbine wird durch die Rotation des Wassers angetrieben, wodurch elektrische Energie erzeugt wird. Das Wasser kann je nach schwankendem Strombedarf oder für andere Zwecke, wie Hochwasserschutz, Erholung und Fischwanderung, sowie für Umwelt- und Wasserqualitätssicherungsmaßnahmen, freigegeben werden.

2. Ablenkung

Manchmal wird in solchen Fällen ein kleiner Flussabschnitt in einen Kanal oder eine Druckrohrleitung umgeleitet , um das allmähliche Gefälle im Flussbett zur Stromerzeugung zu nutzen. Dieses Verfahren wird als Flusswasserumleitung bezeichnet und in der Hydrologie auch als Laufwasserkraftwerk bekannt . Druckrohrleitungen sind geschlossene Rohre, die eine kontrollierte Wassermenge transportieren, um das entsprechende Schieberventil oder die Turbine zu öffnen. Allerdings ist nicht für jede Flussumleitung ein Staudamm erforderlich.

3. Pumpspeicherung

Es gibt eine weitere Art der Wasserkraft, das sogenannte Pumpspeicherkraftwerk (PSK), das wie eine riesige Batterie funktioniert. Ein PSK-Kraftwerk kann Strom speichern, der von anderen Energiequellen wie Sonne, Wind und Kernkraft erzeugt wird, um ihn später zu nutzen. Diese Speicherkraftwerke pumpen Wasser von einem tiefer gelegenen Staudamm zu einem höher gelegenen und speichern so die Energie.

Bei geringerer Stromnachfrage dient eine PSH-Anlage zur Energiespeicherung. Das Wasser wird von einem unteren in ein oberes Reservoir gepumpt. Das Wasser wird im oberen Reservoir gespeichert und bei hohem Strombedarf wieder in das untere Reservoir abgelassen, wodurch eine Turbine angetrieben wird, die den Strom erzeugt.

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Größen von Wasserkraftwerken

Kraftwerke lassen sich in große Kraftwerke unterteilen, die zahlreiche Verbraucher mit Strom versorgen, sowie in mittlere und kleine Kraftwerke, die von Privatverbrauchern für den Eigenbedarf oder den Verkauf an Versorgungsunternehmen erzeugt werden.