Wasserkraft
Übersicht:
Mehr
als 70 Prozent der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt: Meere,
Seen und Flüsse. In ihnen steckt ein gewaltiges Energiepotential,
aus dem sich auch Strom gewinnen läßt. Die ersten Wasserräder gab
es wahrscheinlich schon vor 3000 Jahren zur Feldbewässerung. Allein
in Deutschland gibt es mehr als 660 Wasserkraftwerke, die immerhin
ca. 5% des Stromes liefern, 1992 waren es 15.900 GWh. Zwar sind die
Baukosten sehr hoch, aber der Strom ist danach billig, da keine
Brennstoffe verwendet werden. Das Potential in Deutschland ist zwar
schon zu ¾ ausgenutzt, aber die Zahl der Kraftwerke steigt weiter
an: Es wird damit gerechnet, dass bis zum Jahr 2000 fast 2000 neue
Kleinkraftwerke gebaut werden.
Die
Kraftwerke bringen wichtige Vorteile für die Natur: Es wird kein
Brennstoff verbraucht und damit werden auch keine Emissionen
freigesetzt. Das größte schleswig-holsteinische Wasserkraftwerk,
Farchau, ersetzt rund 430.000 Liter Heizöl jährlich. Zudem werden
Sinkstoffe aus dem Fließwasser herausgefiltert, was die
Wasserqualität wesentlich verbessert. Der Wasserstand bleibt auch
konstant. Das schafft sogar neue Lebensräume für Tiere und
Pflanzen.
In
Schleswig-Holstein gibt es mehrere Wasserkraftwerke, die Strom in
das Netz der Schleswag einspeisen. Das größte Kraftwerk, Farchau,
liefert 1,6 MW und hat eine Fallhöhe von 30 Metern.
Zwei weitere sind Herrenmühle mit 0,144 MW bei einer Höhe
von nur 2,4 Metern und Wellspang mit 0,04 MW mit 4,2 Metern.
Daten
und Fakten:
Das
größte Wasserkraftwerk in Krasnoyarsk (Russland) liefert 6 GW
Strom. Das entspricht einer Menge von Hundert-Watt-Glühlampen
(105 cm x 6 cm x 6 cm), die in Zimmerhöhe gestapelt
zwei Fußballplätze füllen. Die Fallhöhe des Wassers beträgt bis
zu 2 Kilometer. Zum Vergleich: Krümmel liefert 0,6 GW, und das
Kernkraftwerk Brokdorf 1,326 GW. Der größte Tidenhub von 21
Metern ist der Fundabay in Neubraunschweig (Kanada). Der größte
Inhalt eines Stausees beträgt 205 Kubikkilometer, der Bodensee hat
gerade mal 48. Der Wirkungsgrad der Wasserkraftwerke liegt zwischen
80 und 90 Prozent. Beim Auto ist dieser Wert gerade mal 20%, bei
einer Glühlampe 5%.
Laufwasserkraftwerke:
Laufwasserkraftwerke
sind die einfachste und häufigste Art von Kraftwerken. Es sind
meist Wasserräder an Flüssen oder Kanälen. Sie laufen in
ständigem Betrieb und liefern ständig Strom ins Netz. Um den Druck
zu erhöhen, werden die natürlichen Widerstände in den Flüssen
verkleinert. Der Sinkstofftransport wird vermindert, und vor allem
werden Flüsse begradigt, wodurch die Erosion abnimmt. Zudem wird
die Fließgeschwindigkeit des Wassers verringert, um die innere
Reibung zu verkleinern. Meist entsteht der Druck auch noch durch ein
Gefälle, da das Wasser über eine weite Strecke einen Berg
hinabfließt.
Speicherkraftwerke:
Die
Speicherwasserkraftwerke werden in Tages-, Wochen-, Monats- und
Jahresspeicher unterteilt. Meistens werden sie zu
Spitzenverbrauchszeiten eingesetzt. Das Wasser, welches in Becken
aufgestaut wird, ist potentielle Energie, die bei Bedarf verwendet
wird. Aber die Stauung dient auch zur Hochwasserrückhaltung,
Regulierung des Abflusses für die Sicherheit der Schifffahrt, zur
Speicherung von Trinkwasser und zur Bewässerung.
Pumpspeicherwasserkraftwerke:
Pumpspeicherkraftwerke
dienen zur Haltung der Netzfrequenz, Stabilisierung des Netzes und
als Reservewerk, wenn andere Kraftwerke ausfallen.
In
einem Pumpspeicherwasserkraftwerk gibt es ein höher gelegenes und
ein niedrig gelegenes Wasserbecken. Zu den Tageszeiten, wo der
Stromverbrauch am höchsten ist, wird das Wasser vom oberen Becken
durch Turbinen und Generatoren in das niedrigere Bassin geleitet. In
der Nacht wird das Wasser dann mit billigem Nachtstrom durch
Rohrleitungen wieder in das obere Becken gepumpt, die Generatoren
und Turbinen werden dann als Pumpen verwendet.
Das
Pumpspeicherwasserkraftwerk Vianden in Luxemburg ist eines der
größten und kann jederzeit 1100 Megawatt liefern. Ein
Pumpspeicherwasserkraftwerk gibt es auch in Deutschland, am
Schluchsee, südöstlich von Freiburg.
Der
größte Nachteil ist jedoch, dass das Kosten-/Nutzen-Verhältnis
bis jetzt nicht übereinstimmt. Doch man entwickelt die Ideen Werner
von Siemens’ weiter, um dieses Problem zu beheben.
Gezeitenkraftwerke:
Dieser
Kraftwerkstyp nutzt die doppelte Kraft des Wassers aus: Das Wasser
wird zweimal durch Turbinen geleitet: Das erste Mal, wenn es bei
Flut ein Becken füllt, das zweite Mal, wenn es bei Ebbe wieder aus
diesem Becken herausfließt. Das lohnt sich aber nur bei großen
Tidenhüben, zum Beispiel in Saint-Malo an der französischen
Küste. Das Wasser steigt und fällt hier 13,5 Meter, und es wird
jeweils durch 10 Turbinen geleitet, die in einer 750 Meter langen
Staumauer eingebaut sind. Das Kraftwerk liefert 0,24 Gigawatt Strom.
Gletscherkraftwerke:
Auch
die zweitgrößte Eismasse der Welt, das Grönländische Inlandeis,
wird zur Stromgewinnung eingesetzt. Das Eis hat eine Masse von 2,4
Millionen Kubikkilometern. Der Bodensee hingegen hat nur 48
Kubikkilometer. Bei Gletscherkraftwerken wird ein Schmelzwassersee
an seinem tiefsten Punkt angebohrt, damit man auch im Winter genug
Wasser hat, obwohl die Oberfläche des Sees gefriert. Dann wird das
Wasser durch ein Rohr unter dem Eis an die Küste geleitet, wo es in
den Turbinen Strom erzeugt. In Grönland ist bisher nur ein
Kraftwerk gebaut worden, das sein Wasser aus einem 11 Kilometer
entfernten See bekommt. Man schätzt aber, dass man in Grönland
jährlich fast 10 Terawattstunden Strom gewinnen könnte!'
Wellenkraftwerke:
Sogar
die Kraft der Wellen soll für die Energiegewinnung genutzt werden.
Aber die Nutzung ist schwierig und vor allem teuer. Die Kraftwerke
müssen auf Plattformen entstehen, die voll automatisiert
funktionieren. Auch der Mechanismus, der die Wellenenergie in
elektrische Energie umwandelt, ist sehr kompliziert, da die Stärke
und Richtung der Wellen stark schwankt.
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