Carolin Loch und Kristin Fiedler Wasserkraftwerke Carolin Loch und Kristin Fiedler

Gliederung Systemkomponenten Funktionsweise Systematisierungen Ökonomische Analyse Ökologische Analyse Potentiale und Nutzung Gezeitenkraftwerk

Systemkomponenten

Das Krafthaus

Überdruck- oder Reaktionsturbinen: Francis-, Propeller, Kaplan- und Die Turbine Überdruck- oder Reaktionsturbinen: Francis-, Propeller, Kaplan- und Straflo-Turbinen Gleichdruck- oder Aktionsturbinen: Peltonturbinen Der Wirkungsgrad ist vom jeweiligen Wasserangebot abhängig und jede Turbinenart erreicht ihre maximale Leistung bei einer anderen Fallhöhe und einem anderen Volumenstrom

Die Kaplanturbine Axial durchströmt Laufradschaufeln verstellbar Leistung: 500 MW Propellerturbinen Straflo-Turbinen

Die Francisturbine Das Triebwasser strömt radial in die Laufradschaufeln ein und axial wieder heraus Die Laufradschaufeln sind fest, Regulierung über den Leitapparat Langsam- und Schnellläufer ab 40% der Maximalleistung hohe Wirkungsgrade

Die Pelton-Turbine Laufrad besteht aus Schaufeln und ist starr Das Wasser strömt durch mehrere Düsen in tangentialer Richtung auf das Laufrad Regulierung durch Ventilsteuerung Eignung: Stark schwankende Zuflüsse

Wasserräder Wesentlich preisgünstiger als Turbinen Fallhöhe bis zu 10 m Achsen, Radkränze und Speichen aus Stahl; Schaufeln nach wie vor aus Holz

Funktionsweise

Systematisierungen nach Fallhöhe: Niederdruckkraftanlagen mit einer Fallhöhe von ca. bis zu 20m, Mitteldruckkraftanlagen mit einer Fallhöhe von ca. 20-100m, Hochdruckkraftanlagen mit einer Fallhöhe von ca. 100-2000m.

nach Bauart: Laufwasserkraftwerk Meeresstromkraftwerk Wellenkraftwerk Gezeitenkraftwerk

Ökonomische Analyse Kosten sind stark von den Standortbedingungen abhängig Die Baukosten machen bereits 40 bis 50% der Gesamtkosten aus Geringe Betriebskosten Wasserkraftwerke haben eine lange Lebensdauer

Ökologische Analyse Wasserkraftwerke sind eine saubere Energiequelle Die Fließgeschwindigkeit wird verlangsamt: Es kommt zu Ablagerungen von Feinsedimenten Die Wassertemperatur erhöht sich Der Staudamm ist eine Barriere für sämtliche Migrationsbewegungen, die Fischwanderung wird unterbrochen  Haupthemmnisse für einen verstärkten Bau von Wasserkraftwerken sind die hohen Kosten für den Bau und Umweltschutzprobleme

Beispiel: Drei-Schluchten-Damm Inbetriebnahme 2006 2,3 Kilometer lange und 184 Meter hohe Staumauer 26 Riesenturbinen Theoretisch Erzeugung von soviel Strom wie 16 Atomkraftwerke 660 Kilometer langer Stausee Hochwasserschutz Mitgerissene Giftstoffe setzen sich in dem langsam fließenden Stausee ab: Giftbecken

Potentiale und Nutzung

Gezeitenkraftwerk Die Gezeiten Wirkende Kräfte: Eigenrotation der Erde Rotation des Erde-Mond-Systems Anziehung zwischen Mond und Erde Rotation der Erde um die Sonne Anziehung zwischen Sonne und Erde

Ein Gezeitenkraftwerk schöpft die Energie aus dem ständigen Wechsel von Ebbe und Flut.

Gewinnung umweltfreundlicher Energie Vorteile Gewinnung umweltfreundlicher Energie Ebbe und Flut sind berechenbare Größen, permanent vorhanden und vollkommen unabhängig von äußeren Gegebenheiten Die einfache Technologie und die lange Lebensdauer

Beispiel: Saint Malo 1966 errichtet Tidenhub von 12 bis 18 Metern Gesamtleistung von 240 MW 24 Turbinen 8% des bretonischen Stroms

Extrem korrosionsanfällig Nachteile Extrem korrosionsanfällig Gravierende negative Auswirkungen auf das Ökosystem des Flusses: Hinter einem solchen Gezeitenkraftwerk sind die Phasen verschoben Die Wanderung von Wassertieren wird behindert Es gibt weltweit nur wenige Standorte, die für ein Gezeitenkraftwerk dieser Art geeignet wären Der Bau eines Gezeitenkraftwerkes ist sehr kostenaufwändig

Eine neue Generation von Gezeitenkraftwerken: Das Projekt „Seaflow“ „Unterwasser-Windkraftanlage“

Die Turbinen bedeuten keine sichtbare Veränderung der Landschaft Vorteile Gezeitenkraftwerke der neueren Generation könnten schätzungsweise sogar die Produktion von ca. 40 großen Atomkraftwerken ersetzen Die Turbinen bedeuten keine sichtbare Veränderung der Landschaft Die relativ langsamen Drehgeschwindigkeiten haben keine negativen Auswirkungen auf den Bestand der Meerestiere Korrosion wird verhindert   Die Energiegewinnung wird zu einer äußerst planbaren Größe

Sehr hohe Kosten pro Kilowattstunde, die Nachteil Sehr hohe Kosten pro Kilowattstunde, die zwischen 8 und 15 Cent und damit deutlich über den Kosten von Atomstrom oder selbst Strom aus Windkraft liegen

K. Heinloth, „Energie“, Teubner Studienbücher, 1983, Stuttgart. Quellen K. Heinloth, „Energie“, Teubner Studienbücher, 1983, Stuttgart. M. Kaltschmitt, W. Streicher, A. Wiese (Hrsg), „Erneuerbare Energien“, 4.Auflage, Springer, 2006, Berlin Heidelberg. www.gezeitenkraftwerke.com www.eon.com