23 Aug Was ist Wasserkraft?
Wasserkraft, auch Hydroelektrizität genannt, wird durch die Kraft des fallenden Wassers erzeugt. Das mag zwar eine stark vereinfachte Darstellung der Funktionsweise der Wasserkraft sein, aber sie kann definitiv als eine erneuerbare Art der globalen Energie eingestuft werden. Nachhaltige Energie ermöglicht es uns, natürlich nachwachsende Ressourcen wie Wasser oder Wind anzuzapfen. Nach Angaben des Weltenergierats:
- Der weltweite Markt für Wasserkraft macht fast zwei Drittel der erneuerbaren Energie aus
- Der anhaltende Anstieg der Wasserkraft wird sich bis zum Jahr 2050 voraussichtlich verdoppeln.
Was genau ist also Wasserkraft? Warum ist sie so wichtig? Erneuerbare Ressourcen sind wichtig, da sich die Gesamtausgaben für nicht-erneuerbare Ressourcen wie Kohle und Öl immer weiter verschieben. Im Laufe des letzten Jahrhunderts wurden viele Methoden entwickelt, um den Strom zu erzeugen, den Maschinen zum Betrieb benötigen. Da begrenzte Ressourcen immer ein Problem darstellen, interessiert sich die Welt zunehmend für nachhaltigere Methoden der Energieerzeugung. Dies hat sich jedoch als schwierig erwiesen, da viele davon nicht einfach zu bauen und in großem Maßstab zu betreiben sind.
Glücklicherweise haben sich die Entwicklung und die Fortschritte bei der Wasserkraft als erfolgreich erwiesen. In diesem Artikel werden wir erörtern, was Wasserkraft ist und wie sie eine der größten Energieformen, die Wasserkraft, erzeugt. Wasserkraft ist eine der bisher „saubersten“ Energiequellen und kann dazu beitragen, dass Strom für Familien, landwirtschaftliche Betriebe, Fabrikanlagen und vieles mehr erschwinglich und zugänglich wird.
Unternehmen wie Gracon sind in der Lage, beim Bau dieser Energiequellen Unterstützung zu leisten. Wir bieten unter anderem den Bau, die Inspektion, die Demontage, die Sanierung, den Austausch und die Prüfung von Wasserkraftwerken an.
Wie funktioniert Wasserkraft
Einfach ausgedrückt ist Wasserkraft der Prozess, bei dem wir Wasser in Elektrizität umwandeln. Eine einfache Aufschlüsselung, um zu erklären, wie Wasserkraft funktioniert, ist wie folgt:
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- Wasser wird verwendet, um ein propellerähnliches Teil (Turbine) zu drehen
- Die Turbine dreht dann eine Metallwelle in einem elektrischen Generator
- Der Generator fungiert als Motor, der den Strom erzeugt
Nach Abschluss dieses Prozesses kann der Strom über Kabel aus dem Wasserkraftwerk herausgeleitet und dorthin übertragen werden, wo er benötigt wird.
Ursprünge der Wasserkraft
Nach Angaben der International Hydropower Association (IHA) wurde die Wasserkraft erstmals 1878 in England erfolgreich genutzt.
Es ist kein neues Konzept, dass Wasser zur Stromerzeugung verwendet wird. Neu ist jedoch, dass die Technologie es erlaubt, Strom zu erzeugen. Unsere moderne Nutzung geht auf das zunehmende Interesse an der Stromerzeugung während der industriellen Revolution zurück, und die erste Wasserkraft wurde 1878 in England erfolgreich eingesetzt. Kurz darauf, im Jahr 1882, wurde das erste Wasserkraftwerk der Welt am Fox River in Appleton, Wisconsin, in Betrieb genommen. Damit begann ein Trend zum Bau von Anlagen im ganzen Land.
Im Laufe der Jahre wurden die Projekte immer größer und fortschrittlicher. Schließlich mussten die Regierungen eingreifen, um die Dämme und Kraftwerke zu regulieren (und oft auch zu bezahlen), weil sie so groß waren. Heute liefert die Wasserkraft etwa 96 % der erneuerbaren Energie in den Vereinigten Staaten. Weitere erneuerbare Energiequellen sind Erdwärme, Wellenkraft, Gezeitenkraft, Windkraft und Solarenergie. Wie bereits erwähnt, wird die Wasserkraft durch fallendes Wasser erzeugt. Genauer gesagt wird Wasserkraft aus fließendem Wasser gewonnen – im Winter und im Frühjahr aus den Abflüssen von Gebirgsbächen und klaren Seen. Wenn das Wasser durch die Schwerkraft fällt, kann es Turbinen und Generatoren antreiben, die Strom erzeugen.
Wasserkraftmethoden
Auch wenn der Gesamtprozess derselbe ist, gibt es einige verschiedene Methoden, die üblicherweise zur Stromerzeugung mit Wasser verwendet werden. Zu diesen Methoden gehören:
- Dämme
- Flussläufe
- Pumpspeicher
Dämme: Die gängigste Methode ist die Verwendung von Staudämmen. Das Wasser wird in einem Stausee aufgestaut und kann in kontrollierten Mengen hindurchgeleitet werden, um eine bestimmte Menge an Energie zu erzeugen. Die Größe des Gewässers und der Höhenunterschied bestimmen, wie viel Strom mit dieser Methode erzeugt werden kann.
Flussläufe: Eine weitere Möglichkeit, Wasserkraft zu erzeugen, ist die Laufwassermethode. Hier wird ein ähnlicher Mechanismus wie bei einem Staudamm gebaut, nur dass er sich an einem Ort befindet, der ständig von Wasser durchströmt wird, wie zum Beispiel ein Fluss. Der Grund dafür, dass diese Methode nicht so beliebt ist, liegt darin, dass das Wasser nicht kontrolliert werden kann, so dass immer nur eine bestimmte Menge erzeugt werden kann und der Überschuss verschwendet wird.
Pumped-Storage: Eine dritte Methode ist die Pumpspeicherung von Strom aus Wasserkraft. Auch sie wird häufig in Staudämmen eingesetzt, aber im Wesentlichen wird dabei das Wasser in einem Stausee wiederverwendet. Das Wasser wird zunächst in eine niedrigere Ebene geleitet (und dabei Strom erzeugt) und später wieder in die höhere Ebene gepumpt. Dies hat den Vorteil, dass die Pumpen in den schwachen Zeiten mit billigem Strom betrieben werden und der erzeugte Strom in den Spitzenzeiten verkauft werden kann.
Auch die Gezeiten können zur Erzeugung von Strom aus Wasserkraft genutzt werden. Diese Methode beruht auf demselben Konzept wie die anderen, nur dass hier die Gezeiten das Wasser bewegen. Sie bietet weit weniger Kontrolle und Leistung, kann aber in mehr Gebieten gebaut werden.
Eine weitere Methode ist die Nutzung von Unterwasserströmungen zur Stromerzeugung. Die gebräuchlichste Art, dies zu tun, ist der Bau eines großen Wasserrades an einem Ort, an dem es eine starke Bewegung unter der Wasseroberfläche gibt.
Warum Wasserkraft so beliebt ist
Es gibt viele Gründe, warum Wasserkraft so beliebt ist, aber hier sind einige der wichtigsten Faktoren:
- Erneuerbar – es wird nur Wasser benötigt, eine Ressource, die sich ständig erneuert
- Erschwinglich – wenn die Anlage einmal gebaut ist, fallen keine weiteren Kosten an, so dass sie billiger ist als viele andere Methoden der Stromerzeugung
- Fähigkeit, die Leistung zu ändern – kann schnell an die Nachfrage angepasst werden, besonders bei Verwendung eines Staudamms
- Umweltfreundlich – verursacht keine Umweltverschmutzung
Außerdem verschmutzen Wasserkraftanlagen weder das Wasser noch die Luft oder die Umwelt. Da wir uns weiterhin mit dem Bedarf an nachhaltigen Ressourcen befassen, ist die Wasserkraft ein boomender Markt und Geschäftszweig. Daher finanziert und reguliert die Regierung häufig Wasserkraftprojekte.
Auf der anderen Seite haben Wasserkraftwerke auch einige Nachteile. Zum einen sind Staudämme und Wasserkraftprojekte oft recht groß und nehmen eine unglaubliche Landmasse ein, was zu einer Beeinträchtigung der Ökosysteme und der umliegenden archäologischen Stätten sowie zu einer möglichen Vertreibung der umliegenden Gemeinden führt. Trotz dieser Verluste ist die Wasserkraft nach wie vor ein beliebtes Mittel für erneuerbare Energien, wahrscheinlich weil es sie schon länger gibt und sie eine der am weitesten entwickelten Technologien ist.
Unterschiedliche Größen
Wasserkraftprojekte, die in großem Maßstab gebaut werden, erhalten die meiste Aufmerksamkeit, aber sie wird nicht nur bei riesigen Dämmen erfolgreich eingesetzt. Diese Methode kann in vielen Größenordnungen eingesetzt werden, auch auf Mikroebene, um abgelegene Gebäude mit Strom zu versorgen.
Wo Wasserkraft beliebt ist
Diese Art der Stromerzeugung ist weltweit beliebt und wird in etwa 150 Ländern praktiziert. Einige Länder, wie Kanada, Brasilien, Norwegen und Neuseeland, erzeugen den Großteil ihres Stroms auf diese Weise. China ist der größte Einzelproduzent.
Größte Anlage der Welt
Die größte Wasserkraftanlage der Welt (gemessen an der installierten Kapazität) ist der Drei-Schluchten-Damm am Jangtse-Fluss in China. Er wurde 2012 fertiggestellt, und die 32 Turbinen können 22.500 Megawatt erzeugen.
Viel Potenzial
Die Wasserkraft wächst weiter und versorgt allein in den USA über 30 Millionen Haushalte. Derzeit gibt es viele Staudämme, die noch nicht einmal zur Stromerzeugung genutzt werden. Es gibt also noch viel Potenzial, diese Zahl zu erhöhen.