Wie funktionieren Wasserkraftwerke?

Wasserkraftwerke nutzen die kinetische und potenzielle Energie von fließendem oder fallendem Wasser, um elektrische Energie zu erzeugen. Hier ist eine ausführliche Beschreibung der Funktionsweise:

1. **Wasserquelle und Staudamm**: Ein Fluss oder ein See dient als Wasserquelle. Oft wird ein Staudamm gebaut, um Wasser zu speichern und einen Höhenunterschied zu schaffen. Der Staudamm erhöht den Wasserspiegel und erzeugt ein Reservoir, das als Speicher dient.

2. **Wasserzufuhr**: Das gespeicherte Wasser wird durch große Rohre oder Kanäle, sogenannte Druckrohre oder Druckstollen, zu den Turbinen geleitet. Der Höhenunterschied zwischen dem Wasserspiegel im Reservoir und der Turbine erzeugt den notwendigen Wasserdruck.

3. **Turbinen**: Das unter Druck stehende Wasser trifft auf die Schaufeln der Turbine und versetzt sie in Rotation. Es gibt verschiedene Arten von Turbinen, wie z.B. Francis-, Kaplan- oder Pelton-Turbinen, die je nach Fallhöhe und Wassermenge eingesetzt werden.

4. **Generator**: Die rotierende Turbine ist mit einem Generator verbunden. Der Generator besteht aus einem Rotor (beweglicher Teil) und einem Stator (stationärer Teil). Wenn die Turbine rotiert, dreht sie den Rotor im Generator, wodurch ein Magnetfeld erzeugt wird. Dieses Magnetfeld induziert eine elektrische Spannung im Stator, wodurch elektrischer Strom erzeugt wird.

5. **Transformator und Stromnetz**: Der erzeugte Strom wird durch Transformatoren auf eine höhere Spannung transformiert, um Verluste bei der Übertragung zu minimieren. Anschließend wird der Strom ins Stromnetz eingespeist und zu den Verbrauchern transportiert.

6. **Rückführung des Wassers**: Nachdem das Wasser die Turbine passiert hat, wird es wieder in den Fluss oder See zurückgeführt. Der Kreislauf kann somit fortgesetzt werden.

Wasserkraftwerke sind eine erneuerbare Energiequelle, da sie die natürliche Wasserbewegung nutzen und keine fossilen Brennstoffe verbrauchen. Sie haben jedoch auch ökologische Auswirkungen, wie z.B. die Veränderung von Flussökosystemen und die Beeinträchtigung von Fischwanderungen.