Die Wasserkraft ist einer der wichtigsten Teilsektoren der erneuerbaren Energien. Zu ihren Vorteilen gehören: keine Umweltverschmutzung sowie niedrigere Betriebskosten und ein höherer Wirkungsgrad im Vergleich zu Kohlekraftwerken.
Wasserkraft wird in großem Umfang zur Stromerzeugung genutzt. Die auf diese Weise erzeugte Energie verringert die Umweltbelastung und spart natürliche Brennstoffe. Einige Kraftwerkstypen können auch zum Hochwasserschutz beitragen.
Wasserkraft – was ist das?
Die Wasserkraft nutzt, wie der Name schon sagt, Wasser, die am meisten genutzte erneuerbare Energiequelle. Wasser macht fast 71 % der Erdoberfläche aus und kann daher in vielen Bereichen genutzt werden, so auch im Energiebereich. In Wasserkraftwerken ist die Energiegewinnung ein recht einfacher Prozess, der auf der Umwandlung von potenzieller Energie in kinetische Energie des fließenden Wassers beruht. Eine Möglichkeit, das Energiepotenzial zu erhöhen, ist das Aufstauen des Wassers mit Hilfe von Staudämmen. Das Wasser treibt die Turbine mit dem Generator an und erzeugt so Strom. Die gängigste Methode zur Gewinnung von Wasserkraft ist die Nutzung von Binnengewässern, in diesem Fall von Flüssen und ständigen Wasserreservoirs. Es können aber auch andere Wasserressourcen genutzt werden, darunter:
- die Energie der Gezeiten, die sich aus den zyklischen Bewegungen der Wassermassen ergibt, die aus der Gravitationswechselwirkung zwischen Erde, Sonne und Mond resultieren;
- die Energie der Meereswellen, die durch die Wechselwirkung von Wind und Wasser entstehen und ihre Quelle in der Sonnenenergie haben, die den Wind verursacht;
- die Energie der Meeresströmungen, die durch die Wirkung des Windes, Temperaturunterschiede, die Wasserdichte oder Änderungen des atmosphärischen Drucks verursacht werden;
- die thermische Energie der Meere und Ozeane als Wärmespeicher, der aus der Sonneneinstrahlung umgewandelt wird;
- die Diffusionsenergie, die bei Konzentrationsunterschieden auftritt, die sich aus dem Salzgehalt von Süß- und Meerwasser ergeben.
Arten von Wasserkraftwerken
Ein Wasserkraftwerk ist eine Anlage, in der die Energie des Wassers in Strom umgewandelt wird. Wir können unterscheiden:
- Wasserkraftwerke, die aus dem Wasserfall gespeist werden – die Errichtung dieser Art von Kraftwerken erfordert geeignete Bedingungen für den Bau der Anlage, die oft künstlich geschaffen werden müssen. Eine Möglichkeit besteht darin, die obere Wasserquelle anzuheben oder die untere abzusenken, da es in der Natur nicht viele Orte gibt, an denen das Wassergefälle ausreichend ist. Anlagen dieser Art können in kleine und große (über 5 MW) unterteilt werden. Große Wasserkraftwerke greifen trotz der Tatsache, dass sie eine erneuerbare Energiequelle nutzen, erheblich in die natürliche Umwelt ein, weshalb sie nicht von allen als ökologisch bezeichnet werden.
- Laufwasserkraftwerke – nutzen die Energie des im Fluss fließenden Wassers. Sie sind nicht in der Lage, Flüssigkeiten zu speichern und können daher die erzeugte elektrische Energie nicht regulieren.
- Regelkraftwerke – sind mit Wasserreservoirs ausgestattet, die es ermöglichen, die im Wasser enthaltene Energie zu akkumulieren und zu speichern, um sie dann zu einem beliebigen Zeitpunkt in Strom umzuwandeln.
- Pumpspeicherkraftwerke – in diesen Anlagen wird Strom in potenzielle Energie umgewandelt, indem während eines geringeren Energiebedarfs (hauptsächlich nachts) Wasser in den oberen Stausee gepumpt wird; später, zu Spitzenzeiten, wird Strom in das Netz eingespeist, indem das Wasser aus dem oberen Stausee in den unteren abgelassen wird.
