Wasserkraftwerk: Aufbau und Funktionsweise einfach erklärt
Ein Wasserkraftwerk aufbau sieht so aus, dass es die kinetische Energie des Wassers nutzt und in elektrische Energie umwandelt. Um eine größtmögliche Menge an Energie zu gewinnen, wird beim Wasserwerk Aufbau unter anderem ein Höhenunterschied hergestellt. Wenn Sie an einem Wasserkraftwerk Kauf interessiert sind, dann lesen Sie weiter im Artikel und erfahren mehr über die Wasserkraftwerk Vor- und Nachteile, deren Wert als erneuerbare Energien und erhalten spannende Zahlen & Fakten zu den Wasserkraftwerken in Deutschland.
Was ist ein Wasserkraftwerk?
Aufgrund der unendlichen Natur des Wassers zählt die Wasserkraft als eine der vielversprechendsten erneuerbaren Energiequellen. In sogenannten Wasserkraftwerken, auch Wasserkraftanlagen genannt, wird rund 24 % des weltweiten Stroms produziert. Dafür wird mit der Bewegungsenergie des Wassers mechanische Energie in elektrische umgewandelt.
Wirkungsgrad WasserkraftwerkDer Wirkungsgrad von Wasserkraftwerken liegt im Vergleich zu anderen Kraftwerken relativ hoch. Je nach Art des Wasserkraftwerks kommt es zu einem Wirkungsgrad von 75 bis zu 90 Prozent.
Durch den Betrieb von Wasserkraftwerken werden fossile Energieträger geschont und damit schädliche Treibhausgas-Emissionen verringert. Je nachdem, um was es sich für eine Art Wasserkraftwerk handelt, kann es jedoch zu negativen Auswirkungen für die Umwelt kommen. Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk? Wie findet die Wasserkraftwerk-Energieumwandlung statt? Mehr zur Wasserkraftwerkfunktion und Aufbau erfahren Sie im nächsten Kapitel.
Das größte Wasserkraftwerk der Welt
Das größte Wasserkraftwerk der Welt ist der Drei-Schluchten-Staudamm in China. Es ist ganze 185 Meter hoch und hat eine Staumauer von 2.309 Meter Länge. Der Stausee an sich ist 600 Kilometer lang und, obwohl es weltweit noch größere Stauseen und höhere und längere Talsperren gibt, ist der im Kraftwerk installierte Generator mit einer Leistung von 22,5 Gigawatt der größte der Erde.
Seinen Namen Drei-Schluchten-Staudamm hat das Wasserkraftwerk übrigens erhalten, weil es sich durch die berühmten drei Schluchten (Qutang-Schlucht, die Wu-Schlucht und die Xiling-Schlucht) und bis nach Chongqing erstreckt. Die Bauarbeiten für den Drei-Schluchten-Staudamm begannen 1994 und endeten 2008, als alle 26 Turbinen in Betrieb genommen wurden.
Ein Wasserkraftwerk nutzt die Kraft des Wassers, um sie in elektrische Energie umzuwandeln. Dies ist nicht mit einem Wasserwerk zu verwechseln, einer Anlage zur Aufbereitung und Bereitstellung von Trinkwasser oder mit einem Klärwerk, einer Anlage zur Abwasserreinigung. Falls Sie mehr darüber lernen möchten, können Sie dies in folgenden Artikeln tun:Wasserversorgung Deutschland & Klärwerk.
Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk?
Eine richtige Funktionsweise eines Wasserkraftwerks sorgt dafür, dass bestmögliche Ziele erreicht werden. Deshalb wird beim Wasserkraftwerk Aufbau auf verschiedene Dinge geachtet; beim Wasserwerk Aufbau an Flüssen zum Beispiel, dass die Flüsse eine hohe Fließgeschwindigkeit und einem großen Wasserdurchlauf aufweisen.
Zudem wird mithilfe der Anstauung des Wassers ein Höhenunterschied zwischen dem Wasser vor dem Kraftwerk (Oberwasser) und hinter dem Kraftwerk (Unterwasser) erreicht, der eine größere Menge an erzeugter Energie erlaubt. Folgende Schritte sind für die Erzeugung von Strom in Wasserkraftwerken notwendig:
- Bevor das Wasser in das Wasserkraftwerk geleitet wird, wird es durch eine Talsperre oder eine Stauanlage angestaut. Je höher das Gefälle, desto größer die Energie des Wassers.
- Sobald sich die Talsperre oder die Stauanlage öffnet, fließt das Wasser ab und wird durch eine Druckrohrleitung in eine Turbine geführt.
- Die Turbine wird durch die kinetische Energie des Wassers, also durch seine Bewegungsenergie, in Gang gesetzt und treibt wiederum einen elektrischen Generator an.
- Der elektrische Generator sorgt dafür, dass die mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird. Hier findet also die Wasserkraftwerk-Energieumwandlung statt. Bei der entstandenen Energie handelt es sich um Wechselstrom.
- Schließlich wandelt ein Transformator den Wechselstrom in Starkstrom um, der dann ins Netz eingespiesen werden kann. Das gebrauchte Wasser wird wieder in den Fluss geführt.
Wasserkraftwerk Vor- und Nachteile
Die Wasserkraftwerk-Vorteile sind vielseitig: Durch die Nutzung von Wasser als erneuerbare Energiequelle werden fossile Energieträger geschont, was wiederum zum Klimaschutz beiträgt.
Des Weiteren sind Wasserkraftwerke von Wetter und Zeit unabhängig und können deshalb nicht nur 24 Stunden am Tag Strom produzieren, sondern ihn bei Bedarf auch abspeichern. Ein weiterer Vorteil von Wasserkraftwerken ist, dass sie auch zu anderen Zwecken wie zum Beispiel zum Hochwasserschutz oder als Trinkwasserreservoire verwendet werden können.
Zu den Wasserkraftwerk-Nachteilen gehören vor allem die negativen Auswirkungen auf die Ökologie: Durch das Erstellen von Wasserkraftwerken werden naturbelassene Flüsse umgebaut, Naturdenkmäler zerstört und der Grundwasserhaushalt gestört; es wird in die Lebensräume von Fischen und Wasserpflanzen eingegriffen. Auch Menschen können ihren Lebensraum verlieren, falls für das Erstellen der Anlage eine große Fläche notwendig ist und eine Umsiedlung dafür notwendig wird.
Wasserkraftwerk Vor- und Nachteile
Wasserkraftwerk Vorteile
- Nutzung erneuerbarer Energiequelle
- Schonung fossiler Energieträger tut Umwelt Gutes
- Unabhängigkeit von Wetter und Zeit
- Vielseitigkeit: Stromproduktion, Hochwasserschutz, Trinkwasserspeicherung
- Strom aus Wasserpumpspeichern kann gespeichert werden
- Ausgereifte, zuverlässige Technologie mit langer Nutzungsdauer
Wasserkraftwerk Nachteile
- Negativer Einfluss auf das ökologische Gleichgewicht von Flüssen
- Reduzierte Fließgeschwindigkeit vermindert Sauerstoffkonzentration
- Großflächige Zerstörung bei Dammbrüchen möglich
- Eingriff in Lebensräume von Fischen und Wasserpflanzen und Störung des Grundwasserhaushaltes
- Flächenverbrauch und mögliche Umsiedlung von Bewohnern notwendig
Wasserkraftwerk kaufen: Alles, was Sie wissen müssen
Laut Marktanalyse Wasserkraft des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie werden große Wasserkraftwerke in den meisten Fällen von regionalen oder überregionalen Energieversorgern betrieben, während Kleinwasserkraftwerke hingegen in der Hand von kleinen bis mittelgroßen Unternehmen, Privatpersonen oder lokalen Energieversorgungsunternehmen sind. In Deutschland werden ungefähr 5.100 der Kleinwasserkraftwerke zumindest teilweise von Privatpersonen genutzt.
Investitionsmöglichkeiten im Bereich Wasserkraft gibt es viele: Nest dem indirekten Investment wie zum Beispiel durch den Kauf von Aktien, Fonds oder Beteiligungen, gibt es auch die Möglichkeit einer direkten Investition. Doch was kostet das?
Kosten beim Wasserkraftwerk Kaufen: Lohnt sich das?
Falls Sie ein Wasserkraftwerk kaufen möchten, müssen Sie mit Kosten zwischen 8.500 und 10.000 € pro Kilowatt installierter Leistung rechnen.. Bei einem kleinen Wasserkraftwerk von einer Leistung von beispielsweise 70 kW wären das ungefähr 600.000 Euro.
Hinzu kommen Kosten für die Umwandlung der Wasserkraft in elektrische Energie, wofür Sie bei einem Kleinwasserkraftwerk zwischen 10 - 20 Cent pro Kilowattstunde rechnen müssen. In der Tat sind diese Kosten beim Wasserkraftwerk Kaufen nicht zu unterschätzen.
Im Vergleich zu einem Kauf einer Photovoltaikanlage ist ein Wasserkraftwerk nicht nur teurer, sondern auch in Bezug auf die Gesetzeslage komplizierter; so ist eine Genehmigung nach dem Wasserrecht erforderlich, was sich oftmals als langwierig und kompliziert herausstellt. Nichtsdestotrotz können Privatverbraucher, die ein Wasserkraftwerk kaufen möchten und die Genehmigung dazu erhalten, finanzielle Zuschüsse nach dem EEG-Gesetz erhalten. Das Wasserkraftwerk Kaufen lohnt sich also aus folgenden Gründen:
- Wasserkraftwerk kaufen - Vorteile
- Unabhängigkeit von volatilen Finanzmärkten und Konjunkturphasen
- Anrecht auf feste Einspeisevergütung durch die staatliche Förderung des EEG's
- Verlässliche Rendite-Berechnungen
- Langfristige und sichere Lösung in Hinblick auf die Energiewende und Mangel fossiler Rohstoffe
- Wertsteigerung der Immobilie dank Hydroenergie-Anlagen
Wo kann ich ein Wasserkraftwerk kaufen oder verkaufen?
Sie haben sich dafür entschieden, ein Wasserkraftwerk zu kaufen? Oder: Sie möchten ein Wasserkraftwerk verkaufen? Für beides stehen Ihnen verschiedene Seiten auf dem Internet zur Verfügung, wo Sie sich umschauen oder ein Inserat stellen können. Dazu gehören zum Beispiel gewohnte Stellen wie:
- Ebay Kleinanzeigen
- Focus Kleinanzeigen
- Offizielle Homepage des Landesverbandes Bayerischer Wasserkraftwerke eG
Bei letzterer Option können Nichtmitglieder kostenfrei pro Jahr bis zu drei Inserate schalten, Mitglieder sogar bis zu sechs. Einmal veröffentlicht, bleiben die Inserate zwei Jahre abrufbar. Ein Inserat können Sie übrigens auch dann schalten, wenn Sie ein Wasserkraftwerk verkaufen wollen.
Welche Wasserkraftwerk Arten gibt es?
Ein Wasserkraftwerk kann nach nach verschiedenen Kriterien definiert werden. Unterscheidet man ein Wasserkraftwerk zum Beispiel in Bezug auf seine Fallhöhe, spricht man bis etwa 25 Meter von einer Niederdruckkraftanlage, bis 100 Meter von einer Mitteldruckkraftanlage und über 100 Meter von einer Hochdruckkraftanlage.
Wird ein Wasserkraftwerk hinsichtlich seiner Größe unterteilt, so gilt ein Wasserkraftwerk mit einer Leistungsgrenze unter 500 Kilowatt als Kleinwasserkraftwerk und solche über 500 Kilowatt als Großwasserkraftwerk. Lesen Sie weiter, um mehr über verschiedene Wasserkraftwerk Arten in Bezug auf ihre Bauart zu erfahren.
| Wasserkraftwerk | Bauart |
|---|---|
| Laufwasserkraftanlage | Laufwasserkraftwerke nutzen Fließbewegungen von Flüssen. Sie werden an Flüssen mit hoher Fließgeschwindigkeit und mit großen Wasserdurchläufen errichtet. Die Stromproduktion findet 24 Stunden am Tag statt. |
| Speicherkraftanlage | Bei einem solchen Wasserkraftwerk wird Wasser durch eine Talsperre in einem Stausee gespeichert und je nach Bedarf für die Stromproduktion verwendet. Nebst der Stromproduktion wird die Anlage auch zu anderen Zwecken wie dem Hochwasserschutz oder der Trinkwasserspeicherung verwendet. |
| Pumpspeicheranlage | Bei der Pumpspeicheranlage handelt es sich um eine weitere Form der Speicherkraftanlage, weshalb sie sich nebst der Stromproduktion auch zum Speichern von Strom eignet. Nicht verwendete Wassermengen können durch die produzierte elektrische Energie wieder ins Speicherbecken gepumpt werden. |
| Gezeitenanlage | Gezeitenanlagen werden in Meeresarmen oder Meerengen errichtet und nutzen die Energie von Ebbe und Flut. Strom wird dementsprechend zu den Gezeitenfluten erzeugt, wobei sich die maximale Leistungsfähigkeit täglich mit dem Rhythmus der Gezeiten verschiebt und von ihrer Größe abhängig ist. |
| Wellenanlage | Eine Wellenanlage ist ein kleines Wasserkraftwerk auf dem Meer. Sie nutzen zur Stromproduktion den Wellenschlag. Das ist nur an bestimmten Küsten wie zum Beispiel in England, Norwegen oder Dänemark möglich, wo ständig strömende Wellen vorhanden sind. |
Das Wasserkraftwerk in Deutschland: Zahlen und Fakten
Aufgrund geografischer Unterschiede ist ein Wasserkraftwerk in Deutschland nicht überall vorzufinden. In der Tat befinden sich von den rund 7.300 Wasserkraftwerken Deutschland rund 80 % in Bayern und Baden-Württemberg, da dort große Flüsse und Mittel- und Hochgebirgslagen vorhanden sind. Anbei ein Überblick zu der Anzahl Wasserkraftwerke je nach Bundesland (Quelle: wasserkraft-deutschland.de)
| Bundesland | Anzahl Wasserkraftwerke |
|---|---|
| Bayern | 3.493 |
| Baden-Württemberg | 1.576 |
| Hessen | 499 |
| Nordrhein-Westfalen | 416 |
| Sachsen | 334 |
| Niedersachsen | 247 |
| Rheinland-Pfalz | 202 |
| Thüringen | 205 |
| Sachsen-Anhalt | 58 |
| Saarland | 26 |
| Mecklenburg-Vorpommern | 26 |
| Schleswig-Holstein | 23 |
| Hamburg | 1 |
| Bremen | 1 |
| Berlin | 0 |
Durch die jährlichen Meldungen der Übertragungsnetzbetreiber an die Bundesnetzagentur ist bekannt, dass 6.249 Kleinwasserkraftwerke nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) im Jahr 2008 vergütet wurden.
Etwa 86 % des gesamten Arbeitsvermögens der Großwasserkraftwerke liegt an nur neun großen Flüssen vor. Dies sind in absteigender Reihenfolge: Inn, Rhein, Donau, Isar, Lech, Mosel, Main, Neckar und Iller.
Zusammen verfügen die Wasserkraftwerke Deutschland eine Leistung von etwa 5.600 Megawatt. 94 % erbringen dabei eine Leistung von unter einem Megawatt und gelten deshalb als Kleinwasserkraftwerke.
Der Anteil des erzeugten Bruttostroms aus Wasserkraftwerken betrug 2019 in Deutschland rund 3 Prozent; rund 8 % aus der Stromproduktion erneuerbarer Energien. Weit über 80 % davon wird von Großwasserkraftwerken produziert.
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Das Wasserkraftwerk Mittweida
Das Wasserkraftwerk Mittweida im Ortsteil Neudörfchen in Frankenberg/Sa wurde 1908 ursprünglich als Dampfkraftwerk genutzt. Erst 1923 folgte die Inbetriebnahme des Wasserkraftwerkes, welches auch heute noch zur Stromerzeugung genutzt wird. Das Wasserkraftwerk Mittweida gehört damit zu einem der ersten Wasserkraftwerke in Deutschland.
Das Staubecken, welches zwei Kilometer vom Kraftwerk entfernt ist, fasst rund 130.000 Kubikmeter. Die Jahresleistung liegt damit zwischen 3 bis 3,5 Millionen Kilowattstunden, was den Energiebedarf von ungefähr 1.100 Haushalten abdeckt. Betrieben wird das Wasserkraftwerk Mittweide vom Energieunternehmen enviaM.
Mittlerweile ist das Wasserkraftwerk Mittweida ein multifunktionales Veranstaltungszentrum: Begehbare Außenanlagen, historische Führungen und die Verbindung zum Wissenschaftsstandort der Hochschule Mittweida sorgen dafür, dass die durchgeführten Events einmalig werden.