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Wasserkraft


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Zeichnung eines Flusswasserkraftwerkes mit 1100kW Leistung

Die Wasserkraft wird von Menschen genutzt um Arbeit zu verrichten oder Energie zu gewinnen.

Das Nutzen der Wasserkraft ist das der potentiellen Energie (Lageenergie) des Wassers die beim Nach-Unten-Fließen kinetische Energie (Bewegungsenergie) umgewandelt wird.

Die Wasserkraft ist eine regenerative oder erneuerbare Energiequelle . Das Wasser wird durch Verdunstung und den Wind (beides von der Sonne verursachte Phänomene) in eine Hochlage gebracht der es dann abfließt und dabei eine durch den Menschen mittels Wasserkraftmaschinen erlaubt.

Woher kommt diese Kraft

Die Wasserkraft bezieht ihre Energie ursprünglich der gleichen Quelle wie auch die Wind- Sonnenenergie. Nämlich aus der Sonne die das verdunstet welches dadurch aufsteigt und in Form Wolken abtransportiert wird. Wenn es dann in Regionen gelangt wird der Dampf wieder zu und gelangt als Regen oder Schnee wieder Flüsse und Seen. Hier kann man sich die Energie durch Staumauern und Wasserkraftwerke zu Nutze machen. Da die Sonne Standpunkt des Menschen her noch eine sehr Brenndauer hat ist Wasserenergie eine nahezu unerschöpfliche

Wo ist die Energie im Wasser

Bei der Wasserkraft macht man sich Höhenunterschied und die Erdanziehung zur Nutze. Die Sonne befördert das in Form von Wolken in höhere Lagen die Erdatmosphäre . Regnet es nun über dem Land herunter befindet es sich höher als der Nun hat das Wasser durch die Erdanziehung das Bestreben ins Meer zu gelangen da der tiefste Punkt auf der Erdoberfläche erreicht Wenn man das Wasser nun nicht einfach Meer fließen lässt sondern durch eine Turbine auch Wasserrad) leitet wird diese angetrieben. Dies man durch Staumauern verstärken denn durch die Ansammlung von Wasser das ins Meer gelangen entsteht ein höherer Druck. Jetzt hat das mehr Kraft und kann zum Beispiel eine Turbine antreiben. Meistens treibt die Turbine einen an der wiederum elektrische Energie erzeugt jedoch man die Kraft auch direkt weiterleiten zum an ein Mühlrad oder ein Sägewerk.

Warum Wasserenergie

Regenerative Energiequellen werden immer mehr gefragt fossile Brennstoffe früher oder später aufgebraucht sind und viel zu langsam regenerieren als das es die ganze Menschheit reichen könnten. Zudem ist Wasserenergie äußerst umweltfreundlich. Sie schont die Umwelt nur indem sie keine Abfallprodukte oder andere produziert sie wirkt sich auch positiv auf aus. Es ist nachgewiesen dass Gewässer mit einen deutlich höheren Sauerstoffanteil und eine höhere besitzen dadurch kommt es auch häufiger vor sich dort seltene Fischarten ansiedeln. Zudem steht Wasserkraft in großen und kostenlos zur Verfügung und ist zusätzlich zu- und abschaltbar im Gegensatz zu großen Ein AKW braucht zum Beispiel mehrere Stunden abgeschaltet werden.

Inhaltsverzeichnis

Wassermühle

Traditionell wird Wasserkraft in den Schaufelrädern der Wassermühle genutzt um mechanische Maschinen anzutreiben. Wassermühlen mahlen Getreide sägen Holz bearbeiten Metall oder pumpen Wasser ( Polderlandschaft ).

Wasserkraftwerk

Seit Elektrizität als Energieträger genutzt wird wird Wasserkraft in Wasserkraftwerken Elektrische Energie umgewandelt und dann weiter entfernt wieder Verrichten von Arbeit eingesetzt. Die Bewegung des treibt Turbinen oder ein Wasserrad an welche wiederum einen Generator bewegen.

Bei Wasserkraftwerken mit Turbinen wird unterschieden Niederdruck- und Hochdruckkraftwerken.

Niederdruckkraftwerke

Bei einem Niederdruckkraftwerk oft auch Flusskraftwerk Laufkraftwerk genannt wird ein Fluss gestaut und Turbine durch das abfließende Wasser angetrieben. Niederdruckkraftwerke abhängig von der Wassermenge des Flusses ständig Bandenergie oder Grundlastenergie außer bei extrem tiefem extrem hohem Wasserstand.

Das Gefälle ist bei Flusskraftwerken nur (einige Meter) dafür stehen größere Wassermengen zur Laufkraftwerke arbeiten mit Niederdruck es werden Kaplan-Turbinen Francis-Turbinen oder neuere Rohrturbinen eingesetzt.

Bei schiffbaren Flüssen müssen Niederdruckkraftwerke mit Schleusen kombiniert sein.

Hochdruckkraftwerke

Bei einem Hochdruckkraftwerk wird das Wasser einer Talsperre in einem Stausee gesammelt und von dort durch Rohrleitungen auf die Turbine geleitet.

Ein Hochdruckkraftwerk besteht aus Stauanlage mit Druckstollen Druckschacht mit Wasserschloss zur Verhinderung von Zentrale mit Turbinen Generatoren Transformatoren und Schaltstation.

Das Gefälle der Rohrleitungen ist sehr (bis zu 1000 m) und durch den erzeugten hohen Druck können Hochdruckkraftwerke auch mit Wasser Elektrizität erzeugen. Gewöhnlich werden Pelton - oder Freistrahlturbinen eingesetzt.

Speicherkraftwerke können sehr schnell an- und werden und in Vollast und Teillast laufen liefern gewöhnlich wertvolle Spitzenenergie .

Pumpspeicherkraftwerke

Stauseen können auch verwendet werden um Bandenergie in wertvolle Spitzenenergie umzuwandeln indem ein Pumpspeicherkraftwerk in Zeiten von niedrigem Elektrizitätsbedarf Wasser einem niedrig gelegenen in einen höher gelegenen pumpt das dann für Spitzenenergie zur Verfügung

Wellenkraftwerk

In Wellenkraftwerken wird die Energie der genutzt. Die Wellen erzeugen durch ihre Auf- Abbewegung abwechselnd einen Über- und Unterdruck der eine Turbine antreibt.

Gletscherkraftwerke

Bei Gletscherkraftwerken wird ein Schmelzwassersee an tiefsten Punkt angebohrt damit man den höchsten und auch im Winter genug Wasser hat wenn die Oberfläche des Sees gefriert. Dann das Wasser durch ein Rohr unter dem an die Küste geleitet wo es in Strom erzeugt. In Grönland wird auch versucht das Inlandeis zur Stromgewinnung zu nutzen. Die Eisschicht ein Volumen von 2 4 Millionen Kubikkilometern ist etwa das 50.000-fache des Bodensees der Volumen von 48 Kubikkilometer hat. In Grönland bisher erst ein Kraftwerk gebaut worden das Wasser aus einem 11 Kilometer entfernten See Man schätzt aber dass man in Grönland fast 10 Terrawattstunden Strom gewinnen könnte.

Konflikte beim Bau von Wasserkraftwerken

Der Landschaftsverbrauch beim Anlegen von neuen Stauseen ( Talsperre ) kann zu Konflikten führen bei denen Nachteile und Vorteile im Vergleich zu anderen Lösungen im Einzelfall werden müssen.

Mögliche Nachteile von Wasserkraftwerken:

  • Umsiedlung der Bewohner
  • Natur- und Landschaftsschutzanliegen
  • Kulturgüter werden überschwemmt
  • Begrenzte potentielle Nutzungsdauer da Stauseen (wie Binnensee ) verlanden

Mögliche Vorteile von Wasserkraftwerken

  • Regenerierbare Energie in großem Maßstab
  • Keine Abgase (Kohlendioxid Stickoxide Schwefelwasserstoffe)
  • Flussregulierung Hochwasserschutz (Wasser wird in wasserreichen zurückgehalten und dosiert abgegeben)
  • Bewässerung (Wasser steht auch in wasserarmen zur Verfügung)

Weiterführende Artikel


Weblinks



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