Was hat Wasser mit Strom zu tun?

Wasser und Strom: Eine untrennbare Verbindung

Wasser ist nicht nur lebensnotwendig für Mensch und Tier, sondern auch eine bedeutende Quelle für die Energiegewinnung. Die Verbindung zwischen Wasser und Strom ist tiefgreifend und manifestiert sich vor allem in der Nutzung der Wasserkraft. Doch wie genau hängt das zusammen?

Die Antwort liegt in der kinetischen Energie des Wassers. Fließendes Wasser, sei es in Flüssen, Seen oder durch Stauanlagen, besitzt eine beträchtliche Bewegungsenergie. Diese Energie wird in Wasserkraftwerken genutzt, um Turbinen anzutreiben.

Die Funktionsweise von Wasserkraftwerken in Kürze:

1. Speicherung (optional): In Staukraftwerken wird Wasser in einem Stausee gesammelt. Das Aufstauen erhöht das potentielle Energie des Wassers, die dann in kinetische Energie umgewandelt wird.
2. Leitung: Das Wasser wird durch ein Druckrohr oder einen Kanal zur Turbine geleitet.
3. Turbine: Das fließende Wasser trifft auf die Schaufeln der Turbine und versetzt diese in Rotation. Die Form und Größe der Turbine sind auf die spezifischen Gegebenheiten des Flusses und die Wassermenge abgestimmt.
4. Generator: Die rotierende Turbine ist mit einem Generator verbunden. Der Generator wandelt die mechanische Energie der Turbine in elektrische Energie um. Dies geschieht durch elektromagnetische Induktion. Ein Magnetfeld wird durch die Drehbewegung an Leitern (Kupferdraht) vorbeigeführt, wodurch elektrische Spannung erzeugt wird.
5. Netzwerk: Der erzeugte Strom wird über Transformatoren auf eine höhere Spannung gebracht und in das Stromnetz eingespeist.

Verschiedene Arten von Wasserkraftwerken:

• Laufwasserkraftwerke: Nutzen die natürliche Strömung des Flusses ohne Aufstau. Ein Beispiel dafür ist das Wasserkraftwerk am Hochablass in Augsburg. Diese Kraftwerke sind umweltfreundlicher, da sie weniger in die natürliche Umgebung eingreifen, liefern aber weniger Strom.
• Speicherkraftwerke: Nutzen das Wasser eines Stausees. Sie können flexibler eingesetzt werden, da die Stromerzeugung an den Bedarf angepasst werden kann. Allerdings haben sie größere Auswirkungen auf die Umwelt und die Ökosysteme.
• Pumpspeicherkraftwerke: Sie pumpen Wasser in Zeiten geringen Strombedarfs in ein höheres Becken. Bei hohem Strombedarf wird das Wasser wieder abgelassen, um Strom zu erzeugen. Diese Kraftwerke dienen als Energiespeicher und stabilisieren das Stromnetz.

Die Vorteile der Wasserkraft:

• Erneuerbare Energiequelle: Wasser steht als natürliche Ressource kontinuierlich zur Verfügung (abhängig von Niederschlägen).
• CO2-neutrale Stromerzeugung: Bei der Nutzung der Wasserkraft entstehen keine direkten CO2-Emissionen.
• Hoher Wirkungsgrad: Wasserkraftwerke haben einen relativ hohen Wirkungsgrad im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energiequellen.
• Langlebigkeit: Wasserkraftwerke können über Jahrzehnte hinweg betrieben werden.
• Zusätzliche Funktionen: Stauseen können auch zur Bewässerung, zum Hochwasserschutz und für die Schifffahrt genutzt werden.

Die Nachteile der Wasserkraft:

• Eingriffe in die Natur: Stauanlagen verändern die Flusslandschaft und können Auswirkungen auf die Tier- und Pflanzenwelt haben.
• Beeinträchtigung der Fischwanderung: Stauanlagen können die Wanderwege von Fischen blockieren. Es werden jedoch zunehmend Fischtreppen und Umgehungsgerinne gebaut, um dies zu minimieren.
• Abhängigkeit von Niederschlägen: In trockenen Perioden kann die Stromerzeugung eingeschränkt sein.

Fazit:

Die Verbindung zwischen Wasser und Strom ist essenziell für die Nutzung der Wasserkraft. Sie bietet eine wichtige Möglichkeit, erneuerbare Energie zu gewinnen und einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Gleichzeitig müssen die potenziellen Auswirkungen auf die Umwelt berücksichtigt und minimiert werden. Die Weiterentwicklung von Technologien und die sorgfältige Planung von Wasserkraftprojekten sind entscheidend, um die Vorteile dieser Energiequelle optimal zu nutzen und die negativen Auswirkungen so gering wie möglich zu halten.