Wasserkraft: Definition, Vorteile, Nachteile & Turbinentypen

Wasserkraft: Definition und Bedeutung

Wasserkraft ist eine Form der Energiegewinnung, die die kinetische und potenzielle Energie von Wasser nutzt, beispielsweise aus Wasserstrahlen, Wasserfällen oder Gezeiten. Sie gilt als grüne Energie, wenn die Umweltauswirkungen minimal sind und die Wasserkraft ohne den Bau von Dämmen genutzt wird. Andernfalls wird sie als eine Form erneuerbarer Energie betrachtet.

Wirtschaftliche Vorteile der Wasserkraft

Der größte wirtschaftliche Vorteil der Wasserkraft liegt in der weitgehenden Eliminierung von Brennstoffkosten. Die Betriebskosten einer Wasserkraftanlage sind nahezu unabhängig von der Volatilität der Preise für fossile Brennstoffe wie Benzin, Kohle oder Erdgas. Zudem entfällt die Notwendigkeit, Brennstoffe aus anderen Ländern zu importieren.

Nachteile und Herausforderungen der Wasserkraft

• Der Bau von Staudämmen kann zur Überflutung großer, ökologisch wichtiger Flächen führen. Abhängig von der Topografie des Landes vor dem Damm kann dies den Verlust fruchtbaren Landes bedeuten.
• In der Vergangenheit wurden Dämme gebaut, die ganze Städte überfluteten. Mit dem wachsenden Umweltbewusstsein sind solche Ereignisse heute seltener, aber die Risiken bestehen weiterhin.
• Zerstörung der Natur: Talsperren und Stauseen können aquatische Ökosysteme erheblich stören. Studien haben beispielsweise gezeigt, dass Dämme entlang der Küsten Nordamerikas die Populationen von Forellen reduziert haben, die für die Fortpflanzung bestimmte Laichgebiete aufsuchen müssen. Es gibt jedoch fortlaufende Forschungen, um Lösungen für diese Probleme zu finden, wie die Entwicklung von Fischtreppen.

Typen von Wasserturbinen

• Kaplan-Turbine: Axiale Turbinen, die den Winkel ihrer Rotorblätter während des Betriebs variieren können. Sie sind für geringe Fallhöhen und große Wassermengen konzipiert. (Reaktionsturbine)
• Propeller-Turbine: Ähnlich der Kaplan-Turbine, jedoch können sie im Gegensatz dazu den Winkel der Rotorblätter nicht variieren.
• Pelton-Turbine: Eine Querstrom- und Teilbeaufschlagungsturbine. Sie entwickelte sich aus den alten Wassermühlen und verwendet statt Schaufeln oder Paddeln spezielle Löffel. Pelton-Turbinen sind für sehr große Fallhöhen, aber geringe Wassermengen ausgelegt. (Impulsturbine)
• Francis-Turbine: Eine gemischte Reaktionsturbine. Es gibt komplexe Konstruktionen, die den Winkel der Rotorblätter während des Betriebs variieren können. Sie sind für mittlere Fallhöhen und mittlere Wassermengen konzipiert.