Wasserkraftwerke: Funktionsweise und Typen

Betrieb eines Wasserkraftwerkes

Der Damm staut Wasser aus dem Fluss und führt zu einem erhöhten Wasserstand. Der Maschinenraum beherbergt Turboalternator-Gruppen.

Das Wasser erreicht die Turbinen durch ein Druckrohr, das aus dem Reservoir gespeist wird und mit Toren und Gittern ausgestattet ist.

Die potenzielle Energie des Wassers wird beim Öffnen der Schleusen des Rohres in kinetische Energie umgewandelt. Diese Energie versetzt die Turbine in Drehung, und das Wasser fließt über Entwässerungsrinnen zurück in den Fluss. Das Design des Wasserflusses durch die Leitung und die Turbine wird umfassend untersucht, um die maximale Energieübertragung zur Turbine zu gewährleisten.

Der Rotor der Turbine ist mit der Achse des Generators verbunden. Ein Gleichstromgenerator erzeugt ein Magnetfeld in den Spulen des Rotors, wodurch in den Statorwicklungen eine Wechselspannung mittlerer und hoher Intensität erzeugt wird.

Die erzeugte Spannung wird mittels Transformatoren erhöht und über das Verteilungsnetz oder direkt in das Stromnetz eingespeist.

Pumpspeicherkraftwerke

Pumpspeicherkraftwerke haben das Ziel, die Stromerzeugung und -nachfrage zu rationalisieren. Sie verbrauchen überschüssige Energie während Zeiten geringer Nachfrage (Niedertarifzeiten) und liefern Energie in Spitzenzeiten.

Sie verfügen über zwei Stauseen: einen oberen für das Kraftwerk und einen unteren, um das Wasser aufzufangen und wieder hochzupumpen. Es werden Wasserpumpen oder Pumpenturbinengruppen benötigt. Am häufigsten sind reversible Turbinen-Generator-Gruppen, die sowohl als Turbine als auch als Pumpe fungieren können.

Typen von Pumpspeicherkraftwerken

• Reine Pumpspeicherkraftwerke: Für die Stromerzeugung muss das Wasser zuvor in den oberen Stausee gepumpt werden, da dieser nur durch Pumpen gespeist wird (kein natürlicher Zufluss).
• Gemischte Pumpspeicherkraftwerke: Das Pumpen von Energie kann hier optional sein, da der obere Stausee auch durch einen Fluss gespeist wird.

Mini-Wasserkraftwerke

Mini-Wasserkraftwerke sind Kraftwerke mit einer Leistung zwischen 250 kW und 5000 kW. In früheren Epochen dienten sie der Stromversorgung kleiner Dörfer und Fabriken, die an Flüssen lagen.