Wasserkraft
Schluchseewerk AG
Dieses Pumpspeicherkraftwerk in Häusern, Deutschland, erzeugt jährlich etwa 120 Mio. KWh Strom.
Wasserkraftwerke können über einen Zeitraum von mehr als 100 Jahren zuverlässig Strom zu günstigen Preisen liefern. Die hohe Betriebs- und Versorgungssicherheit und die langfristig entfallenden Brennstoffkosten bieten eine kostengünstige Möglichkeit, eine Grundversorgung mit Elektrizität sicherzustellen. Weil Wasserkraftwerke je nach Typ Energie speichern und Elektrizität bei Bedarf schnell bereitstellen können, tragen Sie wesentlich zur Netzstabilität bei. Wasserkraftwerke reduzieren die Abhängigkeit und die Risiken bei Energieimporten und sind in Regionen ohne flächendeckende Energieversorgung eine Grundlage für deren wirtschaftliche Entwicklung.
Deutsche Unternehmen entwickeln, installieren und betreiben seit mehr als 100 Jahren Wasserkraftwerke. Diese langjährigen Erfahrungen sind die Grundlage für die ausgezeichnete Qualität deutscher Produkte. Die von deutschen Unternehmen entwickelten und produzierten Wasserkraftanlagen können Leistungen im Bereich von einigen Kilowatt bis hin zu mehreren Megawatt bereitstellen. In vielen der derzeit weltweit geplanten Projekte kommt deutsche Technik zum Einsatz.
- Pelton Turbine.
Technologien und Anwendungen
Es gibt verschiedene Arten von Wasserkraftwerken: Laufwasser-, Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke.
Weltweit am häufigsten eingesetzt werden Laufwasserkraftwerke oder auch Flusskraftwerke, die die Strömungsenergie eines Flusses nutzen. Sie erreichen einen Wirkungsgrad von fast 94 Prozent und dienen in der Regel zur Deckung der Grundlast. Die Leistung wird von der Fließgeschwindigkeit und der Wassermenge bestimmt. Einige Laufwasserkraftwerke können bei geringem Energiebedarf auch Wasser aufstauen, um es bei höherem Strombedarf als Reserve zu nutzen. Eine besondere Form des Laufwasserkraftwerks ist das Ausleitungskraftwerk. Hier wird das Wasser mit einem Wehr aufgestaut und mit Hilfe eines separaten Triebwasserkanals auf die Turbinen geleitet. Während das normale Laufwasserkraftwerk nur einen geringen Höhenunterschied zwischen dem oberen und unteren Wasserspiegel aufweist, nutzt das Ausleitungskraftwerk eine durch die Stauung vergrößerte Höhendifferenz.
Bei Speicherkraftwerken wird das Wasser in einem natürlichen oder künstlichen See gestaut und über Rohrleitungen in das tiefer gelegene Kraftwerk geleitet. Da Speicherkraftwerke unabhängig vom natürlichen Wasserzufluss arbeiten können, eignen sie sich vor allem zum Ausgleich von Schwankungen in der regionalen und überregionalen Stromerzeugung sowie beim Verbrauch. Anders als das Speicherkraftwerk arbeitet das Pumpspeicherkraftwerk mit zwei Wasserspeichern, die einen möglichst großen Höhenunterschied aufweisen, einem Ober- und einem Unterbecken. Übertrifft das Stromangebot den Strombedarf und sind Überkapazitäten frei (z.B. nachts), wird das Wasser vom unteren in das obere Becken gepumpt. Dort steht es wieder für die Stromerzeugung in Spitzenlastzeiten zur Verfügung. Für den Antrieb des Generators werden Impulsturbinen verwendet, wozu auch die sogenannten Pelton-Turbinen zählen.
Der verwendete Turbinentyp hängt von der Durchflussmenge und der Fallhöhe (dem Druck) des Wassers ab. Einer der ältesten Turbinentypen ist die konventionelle Francis-Turbine, die überwiegend im Bereich der Kleinwasserkraftwerke eingesetzt wird. Sie wird für geringe Fallhöhen und mittlere Durchflussmengen genutzt. Wasserkraftschnecken, die nach dem Prinzip der Archimedischen Schraube arbeiten, können außerdem für geringe Fallhöhen und niedrige Leistungen eingesetzt werden. Kaplan- und Rohrturbinen werden für kleine Fallhöhen und hohe Volumenströme genutzt und eignen sich für schwankende Wassermengen. Sie sind die gängigen Turbinenarten für große Laufwasserkraftwerke mit kleinen Fallhöhen von sechs bis 15 Metern. Die bereits erwähnte Pelton-Turbine kommt bei großen Fallhöhen und kleinen Wassermengen zur Anwendung. Durchströmturbinen werden für geringe Fallhöhen und Wassermengen genutzt und besitzen im Allgemeinen eine geringe Leistung.
