Physik: Wasserkraftwerke

Hallo,
wir sollten in Physik ein kleines Word Dokument über ca. 2 Seiten zum Thema Wasserkraftwerke erstellen. Da ich mir nun meine Note in Physik retten will, brauche ich jemanden, der hier mal drüber schaut und Feedback gibt. Zu jedem der 5 Kraftwerke ist noch ein kleines Bild, welches den genauen Vorgang des Kraftwerks zeigt.

Wasserkraftwerke

Das Wasserkraftwerk ist eine Methode, um Strom zu erzeugen. Es wandelt die mechanische Energie vom Wasser in Strom um. Es gibt verschiedene Arten von Wasserwerken, wo dieser Vorgang auch unterschiedlich geschieht. Allerdings passiert bei allen im Endeffekt das gleiche: Eine Turbine wird angetrieben und bringt so auch den Generator zum drehen, der daraus Strom erzeugt. Man kann sich das vorstellen wie einen Motor, den man durch Strom antreibt, nur das der Vorgang jetzt umgekehrt ist und der Motor nicht den Strom verbraucht sondern dadurch, dass die Turbine ihn zum drehen bringt, erzeugt.
Hier sind 5 Möglichkeiten von Wasserkraftwerken:

» Es gibt das Laufkraftwerk, welches an Flüssen oder größeren Bächen mit einem natürlichem, oder künstlichem Gefälle ist. Das Wasser wird bei dem Laufkraftwerk aufgestaut, da die Geschwindigkeit vom Fluss meistens nicht reicht, um die Turbine in Gang zu setzen. Wenn es dann lang genug gestaut wurde, lässt man es das Gefälle herunterfließen, damit die Turbine in Gang gesetzt wird, die dann den Strom erzeugt. Die Laufkraftwerke laufen rund um die Uhr und decken damit eine Grundversorgung vom Strom ab. Die Laufkraftwerke im Sommer mehr Strom ein, da durch den niedrigeren Wasserspiegel die Fallhöhe vom Fluss sinkt.

» Es gibt das Speicherkraftwerk, welches bei Bedarf sehr gute Leistungen bringt. Das wichtigste bei Speicherkraftwerk ist der Höhenunterschied zwischen dem See (bzw. künstlich angelegtem Stausee) und der Turbine. Durch eine Druckleitung wird das Wasser in die Turbine eingespeist und der Strom wird erzeugt. Da der See aber sehr schnell leer wäre, wird das Speicherkraftwerk nur in Zeiten eingesetzt, in denen man viel Strom braucht (z.B. während der Mittagszeit). Das Wasser, was schon durch die Turbine gepumpt wurde, fließt durch einen Wasserauslaufkanal und wird unter anderem zur Trinkwassererzeugung, oder zur Bewässerung verwendet.

» Es gibt das Pumpspeicherkraftwerk(PSW), was ein oberes Becken und ein unteres Becken hat. Bei Strombedarf wird das Wasser vom oberen Staubecken in die Turbine, welche den Strom erzeugt, und dann in das untere Becken gepumpt. Das Besondere beim PSW ist, das es auch eine Pumpe hat, die das Wasser wieder, nach oben pumpen kann. Das Pumpen in das obere Becken verbraucht Strom, aber nur ca. 2% des vorher gewonnen Stroms. Wenn also viel Strom benötigt wird, pumpt man das Wasser durch die Turbine in das untere Becken und während den Zeiten, wo man nicht so viel Strom benötigt, pumpt man es wieder nach oben.

» Es gibt das Gezeitenkraftwerk, welches Ebbe und Flut verwendet, um die Turbine anzutreiben. Das Gezeitenkraftwerk wird vor einer Bucht gebaut, dann bei Flut strömt das Wasser durch die Turbine, die dann Strom erzeugt, und treibt sie an. Wenn Dann Ebbe einsetzt fließt das Wasser, zurück und treibt die Turbine wieder an. Da man für vernünftige Stromproduktion regelmäßig Ebbe und Flut mit einem Tidenhub von mindestens 6 Metern braucht, gibt es von diesen Kraftwerken nur eins in Europa. In Australien, Argentinien Alaska und Russlang sind die meisten Gezeitenkraftwerke.

» Es gibt das Wellenkraftwerk, welches durch die Wellen angetrieben wird. Die Welle kommt in das Wellenkraftwerk herein und drückt so die Luft in Richtung Turbine, die dadurch angetrieben wird. Wenn das Wasser wieder nach draußen gesogen wird, treibt die Luft ebenfalls wieder mit raus und treibt so die Turbine von der anderen Seite wieder an. Damit sich die Turbine dreht wenn die Luft wieder raustreibt wurde extra eine spezielle Turbine entworfen.


Wasserkraftwerke haben Vor- aber auch Nachteil gegenüber anderen Kraftwerken. Die größten Vorteile von Wasserkraftwerken allgemein sind die Pflegeleichtigkeit, die niedrigen Betriebskosten, der lange erhalt von einer Anlage und sie machen keine Luftverschmutzung. Die Nachteile von Wasserwerken allgemein sind die viel höheren Kosten beim Bau eines Wasserwerks im Gegensatz zu einem Kohlekraftwerk, der Lebensraum von Tieren wird beim Bau oft zerstört und das bauen von Stauseen kann zu hoher Umweltbelastung führen. Der Vorteil vom Laufkraftwerk ist die kleine Hilfe vor Hochwasser. Der Nachteil an einem Laufkraftwerk ist, dass die normale Flussgeschwindigkeit gebremst wird. Die Vorteile von Speicher- und Pumpspeicherkraftwerken sind die Hilfe bei der Trinkwasserversorgung, die kleine Hilfe bei Hochwasser und die Stromüberbrückung bei Stromausfällen von anderen Kraftwerken. Die Nachteile sind hier, dass sie in den gewohnten Lebensraum von Wanderfischen und anderen Wassertieren eingreifen und beim Bau von Stauseen wird Lebensraum von vielen Tieren zerstört. Der Vorteil vom Gezeitenkraftwerk liegt darin, dass es einen kleinen Beitrag zum Schutz von Küsten und Häfen leistet. Die Nachteile sind hier, dass die Anschaffung sehr teuer ist, und das die Gefahr von Zerstörung, durch Orkanwellen möglich ist. Der Vorteil von Wellenkraftwerken ist, dass sie eigentlich durchgehend Strom erzeugen. Die Nachteile sind wie auch beim Gezeitenkraftwerk die teure Anschaffung und die Gefahr, dass sie durch eine Orkanwelle zerstört werden.

Ich kann jetzt nicht viel ergänzen zud en Typen der Wasserkraftwerke, aber bei Nachteilen, insbesondere Gezeitenkraftwerke solltest du erwähnen, dass die Reinigung von ALgenablagerungen teuer und aufwendig sind und der größte Nachteil darin der Lärmpegel ist. Unter Wasser ist die Schallübertragung um einiges stärker, als in der Luft (einfach mal in der Badewanne untertauchen und an Badewannenrand klopfen ). Dadurch werden Meereslebewesen gestört.

Ansonsten schon ganz gut, was du da zusammengetragen hast. Vielleicht könntest du auch noch sagen, dass Wasserkraftwerke energiemäßig nicht die besten sind, aber doch umweltfreundlicher als Verbrennungs- oder Kernkraftwerke.

Pumpspeicherwerk
Ich würde den Satz mit dem Stromverbrauch beim hochpumpen überdenken, es hört sich eher nach einem Perpetummobile an

Gezeitenkraftwerk
Ich würde noch dazu schreiben das die einzigen Stellen in Europa in Frankreich liegen, wenn du schon schreibst das es nur eins gibt.

Was Lehrer immer noch gerne hören. Nachteil der WasserKW, nur dort möglich wo Wasser fliesst, hört sich banal an aber mein Lehrer hat das ganz groß hervorgehoben...

Grüße

Hallo,

danke euch beiden für die Antworten schonmal, ich werde nun bei mir entsprechend ergänzen. Hat sonst noch jemand Ideen, was man verbessern könnte? Bin für jede Kritik offen und würde mich über weitere Kommentare freuen.

Gruß
realNoob

Guten Tag,

Hab einen kleinen Fehler im Absatz über Laufkraftwerke gefunden. Der Satz ist nicht wirklich eindeutig: "Die Laufkraftwerke im Sommer mehr Strom ein, da durch den niedrigeren Wasserspiegel die Fallhöhe vom Fluss sinkt. "

Da ich in einem Konzern der überwiegend Wasserkraftwerke betreibt arbeite, kann ich villeicht noch die ein oder andere Information ergänzen. Zum Beispiel gibt es auch bei den Speicherkraftwerken (nicht Pumpspeicherkraftwerken) sehr oft die möglichkeit, das Wasser aus dem Auslauf dem Auslauf wieder nach oben zu Pumpen.

Desweiteren (das ist jetzt villeicht eine Randnotiz, aber du könntest es eventuell unterbringen) werden Verschiedene Speicherseen, die entfernungsmäßig nicht allzuweit auseinanderliegen oft durch ein Röhrensystem miteinander Verbunden. Dadurch kann bei bedarf das Wasser von einem Speichersee in den Anderen geleitet werden. Desweiteren sind Speicherkraftwerke ein sehr viel größerer Schutz gegen Hochwasser als allgemein bekannt. (Besonders hier in den Gebirgen Tirols). Würde es zum Beispiel keine Speicherkraftwerke geben, wäre jede Schneeschmelze im Frühjahr eine sehr große Hochwassergefahr. Die Speicher werden dann bis zum Sogenannten "Ablassziel" abgelassen, Der Speicher ist dann meist nur noch zur Hälfte oder 1/3 voll. Dadurch hat der Speicher noch viele Kapazitäten um das Anfallende Tauwasser aufzustauen und Kontrolliert abzulassen. Mehrere Hundert Millionen Kubikmeter sind dabei keine Seltenheit.

Dass ein Speicherkraftwerk nicht auf dauer Betrieben werden kann stimmt so nicht. Es gibt genügend Kraftwerke die ich kenne, die zwar nicht 24 Stunden am Tag aber doch einen Großteil des Tages laufen. Dann jedoch nicht mit voller Kraft sondern es laufen nur einzelne Turbinen. Ein normal großer Stausee fasst nicht selten 200 - 400 Millionen Kubikmeter Wasser. Es gibt natürlich Größere die viel mehr fassen. Auch wird das Wasser das durch die Turbine fließt sehr oft auch einfach wieder in den nächstgelegenen Fluss geleitet und nicht weiterverarbeitet.


Zu den Laufkraftwerken, wäre zudem noch folgendes Anzumerken: Es ist ein allgemeiner Irrtum, dass ein Laufkraftwerk bei Hochwasser sehr viel Strom prodzuriert. Genau das ist nämlich nicht der Fall. Ein Laufkraftwerk hat ja eine Oberwasserseite (Oberhalb der Turbinen in denen das Wasser aufgestaut wird) und eine Unterwasserseite, sozusagen der auslauf der Turbine. Das Problem das dann bei Hochwasser besteht ist einfach, dass es an einem Fluss ja meist nicht ein Kraftwerk gibt, sondern mehrere hinterinander. Um jetzt die Bevölkerung vor Hochwasser zu schützen, wird das Wasser von den Laufkraftwerken zu einem Gewissen Teil immer zurückgehalten und der Abfluss wird reguliert. Dadurch Staut sich das Oberwasser von Kraftwerk "B" (das nach dem Kraftwerk "A" liegt) viel höher als normalerweise. Da das Oberwasser von Kraftwerk "B" allerdings logischerweise gleichzeitig auch das Unterwasser von Kraftwerk "A" ist und somit der Unterwasserspiegel von Kraftwerk "A" ansteigt hat Kraftwerk "A" zu wenig Höhendifferenz zwischen Oberwasser und Unterwasser. So kann die Turbine nicht betrieben werden. Deshalb steht ein Laufkraftwerk bei Hochwasser auch still und Produziert gar keinen Strom. Es werden dann auch die Schleusen (die für die Schiffsfahrt gebaut wurden) komplett geöffnet um keinen zu Großen Rückstau zu erhalten, genauso die Wehrfelder, die Sozusagen oberhalb der Turbine angeordnet sind.

Jetzt noch villeicht noch einige Technischen Sachen, bei denen ich nicht weiß, ob du sie in deinem Aufsatz verwenden möchtest:
- Bei Laukraftwerken kommen meist sogenannte "Kaplanturbinen" oder "Kaplan-Rohrturbinen" zum Einsatz.
- Bei Speicherkraftwerken sind es sogenannte "Pelton-Turbinen".

Der Generator eines Laufkraftwerkes dreht sich auch sehr viel Langsamer als der Generator eines Speicherkraftwerkes. (Bei Laufkraftwerken in der Größenordung um 70 Umdrehungen pro Minute, bei Speicherkraftwerken nicht selten um die 200 Umdrehungen pro Minute).

Speicherkraftwerke in Österreich (In Deutschland wird es nicht anders sein, eher weniger) hat ein Generator eine Leistung von bis zu 250 Megwatt, von diesen Generatoren gibt es aber meist mehrere in einem Kraftwerk. Laufkraftwerke haben meist kleinere Generatoren mit Leistungen in der Größenordung von 40 - 100 Megwatt. Natürlich gibt es bei beiden Kraftwerkstypen auch Generatoren mit viel weniger oder bedeutend mehr Leistung.

So das habe ich jetzt mal so aus dem Stehgreif noch rausgeworfen, ich hoffe, dass es dir villeicht noch etwas Weiterhilft (eventuell auch für das Verständis) und ich nicht allzu Technisch geworden bin.

Schönen Samstag Nachmittag noch,
103615

Wow! Danke für die vielen Informationen, ich werde meinen Text gleich nochmal ergänzen und verändern. Da hab ich ja echt Glück gehabt, dass hier zufällig ein in dem Gebiet bewanderter User rumläuft.

Ich habe ein gutes Gefühl und glaube, dass der Text sehr gut wird.
Hoffe nur noch,d ass meine Lehrerin das dann auch so sieht.

Vielen dank für die viele Hilfe!

Gruß
realNoob