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Wasserkraft wird für die Produktion erneuerbarer Energie eingesetzt. Weltweit belegt die Stromproduktion aus Wasserkraft den zweiten Platz nach Strom aus Biomasse. Sie funktioniert, indem die potenzielle oder kinetische Energie des Wassers in mechanische und schließlich in nutzbare elektrische Energie umgewandelt wird. Energieanbieter wie SÜWAG oder Vattenfall bieten Ökostrom zu 100 % aus Wasserkraft an. Bei einem Wasserkraftwerk mit 70kWh Leistung kann mit ca. 600.000€ gerechnet werden.
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 Energiegewinnung des Wassers – Wasserkraft – nutzbar zu machen, wird die kinetische und die potenzielle Energie einer Wasserströmung mithilfe eines Turbinenrades in mechanische Energie umgewandelt. Diese wird wiederum zum Antrieb von Generatoren eingesetzt.
Es findet einer Energieumwandlung durch das Wasserkraftwerk statt, die die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.
Ein Wasserkraftwerk, auch als Wasserkraftanlage oder Wasserwerk bezeichnet, ist ein Kraftwerk, das die Wasserkraft in Strom umwandelt. Das Wasserkraftwerk dient also als Stromerzeugungsanlage, in der die mechanische Energie der Wasserkraft mithilfe von Generatoren in elektrische Energie umwandelt wird, welche anschließend in das Stromnetz einspeist wird.
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.
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.
Trotz der unterschiedlichen Arten von Wasserwerken produzieren alle Anlagen auf mehr oder weniger gleiche Art und Weise Strom. Folgende Erklärung macht die Funktionsweise und den Wasserkraftwerk Aufbau deutlich:
Wasserkraft gehört nebst der Photovoltaik, Windkraft, Erdwärme und Biomasse zu den Erneuerbaren Energien. Aus allen erneuerbaren Energien macht die Wasserkraft an der Stromerzeugung einen Anteil von rund 8 % aus.
Die Wasserkraft Vorteile als erneuerbare Energiegewinnung sind unumstritten. Sie tragen zum Klimaschutz bei, haben einen hohen Wirkungsgrad und ist von Wetter und Zeit unabhängig.
Doch die Nutzung der Wasserkraft kann auch negative Auswirkungen auf die Ökologie haben. Die Wasserkraft Nachteile sind beispielsweise das Umbauen von naturbelassene Flüssen, indem Staudämme aufgebaut werden oder das Weichen von bedeutendsten Naturdenkmälern, um Wasserkraftwerke zu bauen.
Um die Erreichung der Umweltziele und um den Gewässerschutz nicht zu gefährden, werden vom Umweltbundesamt Leitplanken für die Erzeugung von Wasserkraft Energie empfohlen. Unter anderem müssen strategische Ziele zur Nutzung der Wasserkraft entwickelt und alle geeigneten Maßnahmen zur Minderung der negativen Umweltauswirkungen umgesetzt werden.
Die Klassifizierung von Wasserkraftwerken kann entweder nach Nutzfallhöhe, installierten Leistung (MW), Betriebsweise oder Medium vorgenommen werden. Daneben existieren noch unterschiedliche Arten von Anlagentypen, die sich nach der Art der Nutzung der Energie aus Wasser unterscheiden.
| Art des Wasserkraftwerks | Details + Funktionsweise Wasserkraftwerk |
|---|---|
| Speicherkraftwerke |
|
| Laufwasserkraftwerke |
|
| Gezeitenkraftwerke |
|
| Pumpspeicherkraftwerke |
|
| Wellenkraftwerke |
|
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.
Falls Sie ein Wasserkraftwerk kaufen möchten, müssen Sie mit Kosten zwischen 8.500 und 10.000 € pro Kilowatt installierter Rechnung 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.
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.
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.
Wasserkraftwerke der Energieversorger und Privatpersonen 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.
Formel zur Berechnung: P= 𝜂⋅ 9.81⋅ 𝑄⋅ ℎ
P: Die elektrische Leistung des Wasserkraftwerks (in Watt, W)
𝜂: Der Wirkungsgrad des Wasserkraftwerks (dimensionlos, typischerweise zwischen 0 und 1)
𝑄: Der Volumenstrom des Wassers (in m³/s)
ℎ: Die Fallhöhe des Wassers (in Meter, m)
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.
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.
Der Anteil des Stroms aus Wasserkraft betrug 2023 rund 3,8 % am erzeugten Bruttostrom in Deutschland. Im Vergleich dazu waren es 1950 noch rund 20 %. Der Rückgang hat mit dem stark gestiegenen Stromverbrauch zu tun.
Laut einer Studie des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie ist das nutzbare Potenzial der Wasserkraft in Deutschland bereits ausgeschöpft. Eine Erhöhung der Stromerzeugung aus Wasserkraft könnte nur durch den Ersatz, die Modernisierung, die Erweiterung und die Reaktivierung bereits bestehender Anlagen erzielt werden.
Im europäischen Vergleich liegen Italien, Schweden und Frankreich gemessen an der Stromerzeugung aus Wasserkraft an oberster Stelle.
94 % der Wasserkraftwerke erbringen dabei eine Leistung von unter einem Megawatt und gelten deshalb als Kleinwasserkraftwerke.
Aufgrund geografischer Unterschiede ist ein Wasserkraftwerk in Deutschland nicht überall vorzufinden. In der Tat befinden sich von den rund 7.300 Wasserkraftwerken, die zusammen eine installierte Leistung von 5.600 Megawatt verfügen. In Deutschland sind rund 80 % in Bayern und Baden-Württemberg, da dort große Flüsse und Mittel- und Hochgebirgslagen vorhanden sind.
| 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 |
Stauseen sind künstliche Warmwasserspeicher, die mithilfe einer Staumauer und einem gestauten Fluss in einem Tal entstehen. Verwendet werden Stauseen für verschiedene Zwecke: zur Naherholung, zum Hochwasserschutz, zur Trinkwasserspeicherung oder zur Stromerzeugung. In Deutschland gibt es rund 311 Stauseen. Dazu gehört der Stausee Hohenwarte, der Stausee Happurger und der Stausee Hohenfelden.
In Deutschland wurde das erste Laufwasserkraftwerk 1890 in Bad Reichenhall in Betrieb genommen und war das erste Wechselstrom-Kraftwerk.
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.
Viele Energieversorger bieten bereits Ökostrom aus 100 % Wasserkraft an. 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. Je höher die Nachfrage nach Ökostrom steigt, umso mehr Ökostrom wird in das Stromnetz eingespeist und entsprechend weniger Strom wird aus fossilen Energieträgern gewonnen.
Die Wasserkraft Geschichte geht auf viele Jahrtausende zurück. Bereits im alten China vor 5.000 Jahren wussten die Menschen die Energie, die in Wasser steckt, sich zunutze zu machen. Auch im alten Ägypten vor 3.500 Jahren bewässerten Menschen mit der Wasserkraft ihre Felder am Nil. Römer und Griechen gingen einen Schritt weiter und verwendeten die Wasserkraft Energie 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 von elektrischen Stroms verwendet. Die modernen Wasserkraftwerke lösten somit die Mühlen ab.
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.
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