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Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk?

Die hoch aufragenden Tausender der Alpen: ihre schneebedeckten Gletscher speichern unvorstellbare Mengen an Energie, die sich stets erneuert. Energie, die man in Strom verwandeln kann. Wasserkraft aus Gebirgsmassiven leistet einen wichtigen Beitrag zur europäischen Stromerzeugung. Wie das genau funktioniert, lässt sich in der interaktiven Animation nachvollziehen!

Wasserkraftwerk starten

Das Wasser, das im Wasserspeicher enthalten ist, bezeichnet man als Oberwasser. Meist handelt es sich hierbei um einen Stausee. Je höher das Wasser aufgestaut wird, desto größer ist der Höhenunterschied zwischen Turbine und Oberwasser. Dieses Nutzungsgefälle wiederum bestimmt, wie viel Strom das Wasserkraftwerk erzeugen kann.

Funktionsweise des interaktiven Wasserkraftwerks

Die Bedienung der interaktiven Animation ist intuitiv. Fährt man mit der Maus über die einzelnen Elemente des Kraftwerks, erhält man weiterführende Informationen.

Energie aus Wasserkraft

Detailansicht der interaktiven Animation: Generator

Der Generator ist über die Welle mit den Turbinen verbunden.

Die Wasserkraft zählt zu den erneuerbaren Energien, denn das Wasser aus Flüssen und Seen erneuert sich durch Regen immer wieder. Durch Sonneneinstrahlung auf dem Meer verdunsten große Wassermengen – jeden Tag fast tausend Kubikkilometer. Der warme Wasserdampf steigt nach oben, so wird die Wärme in Lageenergie umgewandelt. Knapp ein Drittel des Wasserdampfs zieht als Luftfeuchtigkeit oder Wolken über Land und regnet dort ab. Damit werden die Gewässer wieder aufgefüllt.

Da das Land höher liegt als das Meer, hat das Wasser, das hier abregnet, immer noch Lageenergie. Diese Energie kann man auf seinem Weg zurück ins Meer anzapfen. Damit nutzen wir mit der Wasserkraft also ebenfalls die Energie der Sonne – nur auf dem Umweg über den Wasserkreislauf der Erde.

Typen von Wasserkraftwerken

Früher war es ganz einfach, Wasserkraft zu nutzen – man baute ein Wasserrad in einen Fluss und trieb damit eine Mühle an. Heutige Nachfolger der Mühlen sind die Laufwasser-Kraftwerke.

Sie nutzen den Höhenunterschied zwischen dem Wasser oberhalb und unterhalb des Kraftwerks. Dieser beträgt zwar nur einige Meter, aber da durchaus Tausende Tonnen Wasser pro Sekunde hinunterfließen können, liefern Laufwasserkraftwerke bis zu mehreren Megawatt Leistung. Durch die gleichmäßige Fließgeschwindigkeit von Flüssen ist Leistung auch durchgehend konstant.

Detailansicht der interaktiven Animation: Transformatoren

Mithilfe von Transformatoren kann man den Strom, der vom Generator erzeugt wird, so anpassen, dass er ins Stromnetz eingespeist werden kann.

Speicherkraftwerke nutzen den Höhenunterschied zwischen einem hoch gelegenen Stausee und einem Ablauf, meist einem Fluss. Hier sind Höhenunterschiede von über 1000 Metern möglich. Das Wasser fließt durch große Rohre oder Stollen vom Speichersee zum Kraftwerk, wo es Turbinen antreibt. Die Stromproduktion kann man hier gut an den Bedarf anpassen: Wird gerade kein Strom gebraucht, schließt man die Ventile, sodass kein Wasser aus dem Speichersee abfließt.

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