Strom aus dem Fluss

In unserer Energie-Serie haben wir euch alle möglichen Energie-Arten vorgestellt. Zu den erneuerbaren gehört auch die Wasserkraft, um die es im letzten Teil geht.

Die Geschichte der Wasserkraft reicht weit zurück. Die großen Flusskulturen in Ägypten und Mesopotamien, in China und Indien nutzten Wasser als Antrieb für verschiedenste Vorrichtungen und Maschinen.

Im Mittelalter entstanden an Flüssen bedeutende Zentren wie Nürnberg. Schließlich war Wasserkraft für die Elektrifizierung der Betriebe und Fabriken sehr wichtig.

Heute spielt Wasserkraft eine wichtige Rolle bei der umweltfreundlichen Stromerzeugung. Voraussetzung dafür ist die Verfügbarkeit ausreichend wasserführender Flüsse und Stauseen.

Wasserkraft nutzt den Energiereichtum von aufgestautem Wasser, das über Fallrohre talwärts auf spezielle Turbinen geleitet wird. Dieses Prinzip kommt beim etwas betagten Walchenseekraftwerk ebenso zur Anwendung wie bei den gigantischen Anlagen in Brasilien oder China.

Eine andere Art, Wasserkraft zu nutzen, sind die Laufkraftwerke an Flüssen. Dort verwerten Laufturbinen die Bewegungsenergie des fließenden Wassers.

Daneben gibt es noch Pumpspeicherkraftwerke. Sie nutzen überschüssige Energie aus Kohle- oder Kernkraftwerken, die im Dauerbetrieb laufen müssen, um meist nachts Wasser in den höher gelegenen Stausee zu pumpen. Bei Spitzenbedarf tagsüber kann das aufgestaute Wasser binnen Minuten über die Turbinen am unteren See Strom erzeugen.

In Deutschland stehen die meisten Wasserkraftwerke im Bergland oder im Gebirge im Süden. Nur dort gibt es ausreichend Gefälle, und die Flüsse führen konstant Wasser.

In Bayern liegt der Anteil der Wasserkraft daher auch bei fast 15 Prozent, in Deutschland insgesamt bei vier Prozent. Weltweit beträgt er 19 Prozent.

Im Gegensatz zu anderen, direkt von Sonne oder Wind lebenden erneuerbaren Energiequellen, produziert Wasserkraft rund um die Uhr und unabhängig vom Wettergeschehen Strom.

Bei Wasserkraftwerken entsteht auch keinerlei CO2. Nur wenn die Becken von Pumpspeicherkraftwerken mit fossil erzeugter Energie gefüllt werden, geht Wasserkraft in die CO2-Bilanz mit ein.

Die ganze Serie findet ihr auch auf www.pumping-physics.de

Exkurs Pegnitz:

Die Pegnitz gehört aufgrund ihres mäßigen Gefälles nicht zu den Hauptstandorten von Wasserkraftwerken in Bayern. An geeigneten Stellen trägt sie aber zur Stromgewinnung bei.  In Nürnberg betreibt die N-Ergie das Flusskraftwerk Hammer und seit dem Jahr 2000 gibt es am Prinzregentenufer eine privat betriebene kleine Ein-Turbinen-Anlage.

Lauf-Kraftwerke wie Hammer nutzen die Fließgeschwindigkeit des Wassers und teilweise das durch Aufstauen entstehende Gefälle von wenigen Metern. Es gibt dort eine 150- Kilowatt-Kaplan-Turbine, die fast ohne Druck arbeitet und dafür größere Wassermengen ausnutzt. Daneben eine 140-Kilowatt-Francis-Turbine, die den Staudruck in Bewegungsenergie umsetzt.

Die N-Ergie darf pro Turbine 6,5 Kubikmeter Pegnitzwasser pro Sekunde entnehmen. Laufen beide Turbinen ohne nennenswerte Störungen das Jahr durch, produzieren sie etwa 725 Kilowattstunden elektrische Energie, zusammen 1,5 Millionen. Bei fossiler Stromerzeugung würden etwa 1250 Tonnen CO2 entstehen.