Wasserkraft: Vom Wasser zum Strom

Wasserkraft - auch als Hydroenergie bekannt - wird für die Produktion Erneuerbarer Energie eingesetzt. Weltweit belegt die Stromproduktion aus Wasserkraft den zweiten Platz nach Strom aus Biomasse. Das Prinzip der Wasserkraft besteht aus der Umwandlung der potentiellen oder kinetischen Energie des Wassers in mechanische und schließlich in nutzbare elektrische Energie → Strom. Erfahren Sie alles zu Wasserkraft, Wasserkraft in Deutschland und welche Energieanbieter Ökostrom zu 100 % aus Wasserkraft anbieten.


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Definition Wasserkraft

In Wasser steckt viel Energie. Diese Energie wird deutlich, indem man sich die riesigen Wellen anschaut, die in die Bucht einbrechen oder wenn kleine Flüsse sich in reißende Ströme verwandeln und ganze Gegenden zerstören.

Um diese Energie des Wassers - Wasserkraft - nutzbar zu machen, wird die kinetische und die potentielle Energie einer Wasserströmung mithilfe eines Turbinenrades in mechanische Energie umgewandelt. Diese wird wiederum zum Antrieb von Generatoren eingesetzt, die die mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln.

  • Kinetische Energie = Bewegungsenergie: Strömung des Wassers
  • Potentielle Energie = Lageenergie: Höhendifferenzen eines Stausees

Die Geschichte der Wasserkraft

Die Nutzung von Wasserkraft wird bereits seit vielen Jahrtausenden praktiziert. Bereits im alten China vor 5000 Jahren wussten die Menschen die Energie, die in Wasser steckt, sich zunutze zu machen. Auch im alten Ägypten vor 3500 Jahren bewässerten Menschen mit der Wasserkraft ihre Felder am Nil. Römer und Griechen gingen einen Schritt weiter und verwendeten die Energie des Wassers als Antriebsmittel für Arbeitsmaschinen.

Bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts - in der vorindustriellen Zeit - wurde die Wasserkraft hauptsächlich zum Antrieb von Mühlen, Säge- und Hammerwerken genutzt. In der heutigen modernen Zeit wird die Wasserkraft fast immer zur Erzeugung des elektrischen Stroms verwendet. Die modernen Wasserkraftwerke lösten somit die Mühlen ab.

Arten von Wasserkraftwerken

Ein Wasserkraftwerk, auch als Wasserkraftanlage oder Wasserwerk bezeichnet, ist ein Kraftwerk, das die Energie des Wassers in Strom umwandelt. Die Klassifizierung von Wasserkraftwerken kann entweder nach Nutzfallhöhe, installierten Leistung (MW), Betriebsweise oder Medium vorgenommen werden. Daneben existieren noch unterschiedliche Arten von Anlagentypen.

Kraftwerk Es handelt sich um eine Stromerzeugungsanlage, die mechanische Energie mithilfe von Generatoren in elektrische Energie umwandelt und diese anschließend in das Stromnetz einspeist.

Es gibt unterschiedliche Arten von Wasserkraftwerken, die sich nach der Art der Nutzung der Energie aus Wasser unterscheiden. Insgesamt werden im Folgenden fünf Arten von Wasserkraftanlagen vorgestellt.

Wasserkraftanlagen
Art der Wasserkraftanlage Details
Speicherkraftwerke
  • Wasser wird in einem Stausee gesammelt
  • Kontrolliert durch Röhren nach unten ins Kraftwerk geleitet
  • Stromproduktion kann auf Abruf stattfinden
Laufwasserkraftwerke
  • Nutzung der Fließbewegungen von Flüssen
  • An Flüssen mit hoher Fließgeschwindigkeit
  • An Flüssen mit großen Wasserdurchläufen errichtet
  • Stromproduktion findet 24 Stunden am Tag statt
Gezeitenkraftwerke
  • Existieren seit ca. 50 Jahren
  • Nutzung der Energie von Ebbe und Flut
  • In Meeresarmen oder Meerengen errichtet
  • Nutzung potentieller Energie der Strömung
Pumpspeicherkraftwerke
  • Weitere Form der Speicherkraftwerke
  • Eignen sich gut zum Speichern von Energie
  • Zu viel produzierte Energie kann wieder zurückverwandelt werden
Wellenkraftwerke
  • Kleine Kraftwerke auf dem Meer
  • Kontrolliert durch Röhren nach unten ins Kraftwerk geleitet
  • Nutzung der Energie der ständig strömenden Wellen

Funktionsweise einer Wasserkraftanlage

Trotz der unterschiedlichen Arten von Wasserwerken produzieren alle Anlagen auf mehr oder weniger gleiche Art und Weise Strom. Im Folgenden wollen wir Ihnen anhand der Funktionsweise eines Laufwasserkraftwerkes verdeutlichen wie Wasserkraftwerke aus Wasserkraft Strom herstellen.

Laufwasserkraftwerk In Deutschland wurde das erste Laufwasserkraftwerk 1890 in Bad Reichenhall in Betrieb genommen und war das erste Wechselstrom-Kraftwerk.

  1. Da kleine Flüsse mit wenig Wasser nur geringe Wasserkraft enthalten, werden Laufwasserkraftwerke an Flüssen mit einer hohen Fließgeschwindigkeit und einem großen Wasserdurchlauf gebaut.
  2. Zusätzlich werden an Laufkraftwerken Staudämme gesetzt, die den Abfluss eines Flusses absperren, wodurch sich das Wasser anstaut. Staudämme führen außerdem dazu bei, dass ein Höhenunterschied entsteht, sodass Wasser vor dem Kraftwerk als Oberwasser und hinter dem Kraftwerk als Unterwasser bezeichnet wird.
  3. Sobald die Staudämme geöffnet werden, fließt das Wasser durch die Rohrleitungen und treibt die Turbinen an. Es sei anzumerken, dass mit höherem Gefälle die Energie des Wassers größer ist.
  4. Die Turbinen leiten die aufgenommene mechanische Energie an die Generatoren ab - an die sie angeschlossen sind. Die Generatoren wiederum gewinnen aus dieser Energie die elektrische Energie.
  5. Laufwasserkraftwerke erzeugen elektrische Energie rund um die Uhr und können eine Effizienz von bis zu 90 % erreichen.
Funktionsweise Wasserkraft

Wasserkraft in Deutschland

Die Verteilung von Wasserkraftwerken in Deutschland ist aufgrund geographischer Unterschiede sehr unterschiedlich. Etwa 80 % aller Wasserkraftanlagen sind in Bayern und Baden-Württemberg zu finden, da wo große Flüsse und Mittel- und Hochgebirgslagen vorhanden sind.

Der Anteil der Stroms aus Wasserkraft betrug 2019 rund 3 % am erzeugten Bruttostrom in Deutschland. Im Vergleich dazu, waren es 1950 noch rund 20 %. Der Rückgang hat mit den stark gestiegenen Stromverbrauch zu tun.

Wasserkraftanlagen In Deutschland gibt es zurzeit 7.300 Wasserkraftanlagen, die zusammen eine installierte Leistung von 5.600 Megawatt verfügen. Knapp 3.500 der Kraftwerke sind in Bayern vorzufinden.

Laut einer Studie des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie ist das nutzbare Potential der Wasserkraft in Deutschland bereits ausgeschöpft. Eine Erhöhung der Stromerzeugung aus Wasserkraft kann daher nur durch den Ersatz, die Modernisierung, der Erweiterung und der Reaktivierung bereits bestehender Anlagen erzielt werden.

Im europäischen Vergleich liegen Italien, Schweden und Frankreich gemessen an der Stromerzeugung aus Wasserkraft an oberster Stelle.

Wasserkraftnutzung schlecht für die Ökologie?

Wasserkraft gehört zu regenerativen Energiequellen und hat einen Anteil von rund 8 % an der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen. Die Wasserkraft als ökologische Energiegewinnung ist unumstritten.

Doch die Nutzung der Wasserkraft kann auch negative Auswirkungen auf die Ökologie haben. Beispielsweise werden naturbelassene Flüsse umgebaut, indem Staudämme aufgestellt werden oder bedeutendste Naturdenkmäler müssen den Wasserkraftwerken weichen.

Um die Erreichung der Umweltziele um Gewässerschutz nicht zu gefährden, werden vom Umweltbundesamt Leitplanken für die Stromerzeugung aus Wasserkraft empfohlen. Unter anderem müssen strategische Ziele zur Nutzung der Wasserkraft entwickelt und alle geeigneten Maßnahmen zur Minderung der Umweltauswirkungen umgesetzt werden.

Vorteile und Nachteile der Wasserkraft:

  • Erneuerbare Energiequelle
  • Stauseen sind gleichzeitig Speicher für Trinkwasser
  • Schonung fossiler Energieträger
  • Tragen zum Klimaschutz bei
  • Negativer Einfluss auf das ökologische Gleichgewicht von Flüssen
  • Reduzierung von Fließgeschwindigkeit → verringerte Sauerstoffkonzentration
  • Gefahr bei Dammbruch → großflächige Zerstörung möglich

Ökostrom zu 100 % aus Wasserkraft

Bereits viele Energieversorger bieten Ökostrom aus 100 % Wasserkraft. Bei der Erzeugung von Ökostrom - anders als beim konventionellen Strom - entstehen kaum CO2-Emissionen, sodass das Klima geschützt und der Klimaschutz vorangetrieben werden kann.

Strom aus Wasserkraft stammt zu 100 % aus Erneuerbaren Energiequellen, die keinen fossilen Energieträger - Erdöl, Erdgas und Kohle - verbrauchen. Entscheiden Sich sich für Ökostrom aus 100 % Wasserkraft, so verbessern Sie nicht nur Ihre persönliche CO2-Bilanz, sondern tragen auch dazu bei, dass der Anteil an Ökostrom steigt.

Je höher die Nachfrage nach Ökostrom steigt, umso mehr Ökostrom wird in das Stromnetz eingespeist und entsprechend weniger Strom aus fossilen Energieträgern gewonnen.

Energieversorger von Ökostrom - Beispiele
Ökostrom zu 100 % aus Wasserkraft Tarife
Süwag
  • Naturstrom Relax
  • Naturstrom Garant 100
  • Studentenstrom
Montana
  • Montana garant 12
    100 % aus Erneuerbaren Energien
  • Montana garant 24
    100 % aus Erneuerbaren Energien
  • Montana Sondervertrag Wasserkraft
Entega
  • Ökostrom
  • Ökostrom Plus

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