Wasserkraftwerk

Sammelbegriff für Kraftwerke, die aus der Strömung von Wasser üblicherweise eine Drehbewegung erzeugen. Dabei kann zwischen Druckwasserkraftwerken – Wasser wird in Rohrleitungen über eine große Höhendifferenz z.B. aus einem Stausee auf eine Turbine geleitet – und Fließwasserkraftwerken – Wasser wird über eine geringe Höhendifferenz z.B. an Staustufen eines Flusses einer Turbine zugeführt.

Wasserkraftwerke nutzen auf Umwegen erneuerbare Energie, nämlich Sonnenenergie: Wasser wird durch Sonnenwärme verdunstet, steigt auf und bildet Wolken. Diese Wolken verlieren dann das Wasser in Form von Regen, der dann Seen füllt oder in Flüssen herabfließt.

Terminus Dam am Lake Kaweah: Auch wenn der Damm hauptsächlich der Wasserfluss-Kontrolle zur Vermeidung von Hochwasser in tiefergelegenen Gebieten dient, wird nebenbei Strom aus Wasser produziert. Die Leistung liegt bei 20 Megawatt und die Jahresmenge an elektrischer Energie bei 40 000 Megawattstunden. Damit ist das Kraftwerk ca. 2000 Vollleistungsstunden pro Jahr im Betrieb, was einer Auslastung von knapp 25% entspricht. Dies liegt an den verfügbaren Wassermengen, die Jahreszeitlich bedingt stark schwanken, z.B. durch Schmelzwasser und dessen Fehlen im Herbst (s. Aufnahmezeitpunkt). Aufnahme: September 1994 (M Bockhorst)

Typische Ausführung von Wasserkraftwerken

Die Schemata eines Wasserkraftwerkes für Druckwasser über einen natürlichen See und eine Stausee sowie für Fließwasser sind in der folgenden Zeichnung dargestellt:

Schematische Darstellung von Stauseekraftwerk und Fließwasserkraftwerk zur Gewinnung von elektrischer Energie aus strömendem Wasser

Eine sehr alte Form der Erzeugung einer Drehbewegung aus einer Wasserströmung ist das Mahlen von Korn und der Antrieb anderer Maschinen mit Wassermühlen. Sie wurde im Lauf des 19. und 20. Jahrhunderts weitgehend optimiert.

Ökologische Auswirkungen durch das Anstauen von Wasser

Die eigentliche Erzeugung elektrischer Energie besitzt in den meisten Fällen kaum Auswirkungen auf die Umwelt, allerdings bestehen bei dem Bau neuer Druckwasserkraftwerke mit Stauseen vielfältige Probleme: Überschwemmung großer
Gebiete für das Staubecken mit der Folge, daß ganze Lebensräume vernichtet werden, sowohl für Tiere und Pflanzen wie auch für Menschen. Wenn die überschwemmte Biomasse anaerob zersetzt wird – was überwiegend der Fall ist – werden große Mengen an Methangas freigesetzt, welches ein überaus wirksames Treibhausgas ist (pro Molekül etwa 25mal so stark wirksam wie Kohlenstoffdioxid). Weiterhin kann nicht ausgeschlossen werden, daß bei großen Staubecken das zusätzliche Gewicht des Wassers zu einer Beeinflussung der Tektonik also z.B. zu Erdbeben führen kann.

Pumpspeicher als Sonderform: Energie-Zwischenspeicher für Strom

Eine besondere Form von Wasserkraftwerken sind sogenannte Pumpwasserspeicher oder Pumpspeicherwerke. Sie können einerseits herabfließendes Wasser in Strom umwandeln, aber auch mithilfe der dann als Elektromotor genutzten Generatoreinheit Wasser hochpumpen. Sie dienen als Ausgeleichselemente in einem Verbundnetz, weil sie Strom speichern und abgeben können.