Allgemeines zur Wasserkraft und deren Nutzbarkeit zur Energiegewinnung:
Seit Jahrtausenden greift der Mensch auf erneuerbare Energien zurück: Eine von ihnen ist Wasserkraft. Deren Nutzung mit Wasserrädern lässt sich in China und im Vorderen Orient bis ins 3. Jahrtausend v. Chr. zurückverfolgen. Auch in unseren Breitengraden wird sie seit rund 1500 Jahren genutzt. Mit der Entdeckung des dynamoelektrischen Prinzips durch Werner von Siemens 1866 war der Grundstein für die Stromerzeugung aus Wasserkraft gelegt.
Die im Wasser steckende Kraft nennt der Physiker Lageenergie – erst wenn Wasser in die Tiefe fällt, kann seine Kraft genutzt werden. Der Nutzen ist umso höher, je mehr Wasser je tiefer fällt.
Der prinzipielle Aufbau einer Wasserkraftanlage beinhaltet, in Fließrichtung betrachtet, folgende Bestandteile:
– Wasserfassung
– Geschiebefang, eventuell mit zusätzlichem Sandfang
– Einlaufrechen (Feinrechen s < 20 mm, Rechen s ≈ 20 mm, Grobrechen s > 50 mm)
– Turbine mit Saugrohr
– Auslauf
In Abhängigkeit von der Fallhöhe werden die unterschiedlichen Wasserkraftstandorte in Nieder-, Mittel- und Hochdruckstandorte unterteilt.
Entwickelte Standorte für Wasserkraft
Wasserkraftanlagen
Ein Wasserkraftwerk oder Wasserkraftanlage ist ein Kraftwerk, das die mechanische Energie des Wassers in elektrischen Strom umwandelt. …
Niederdruck-Wasserkraftanlage
Als Niederdruckanlagen werden Wasserkraftanlagen mit Fallhöhen bis ca. 15 m bezeichnet. Aufgrund des geringen, energietechnisch nutzbaren Höhenunterschiedes werden meist größere Durchflüsse genutzt. Bauweisen mit geringen hydraulischen Fließhöhenverlusten werden bevorzugt.
Mitteldruck-Wasserkraftanlage
Als Mitteldruckanlagen werden Wasserkraftanlagen mit Fallhöhen von ca. 15 m bis ca. 50 m bezeichnet. Oft erfolgt die Wasserentnahme zum Schutz der Turbine(n) im mittleren Stauhöhenbereich und mit einem Feinrechen.
Hochdruck-Wasserkraftanlage
Wasserkraftanlagen mit Fallhöhen von über 50 m werden als Hochdruckanlagen bezeichnet. Für die sinnvolle Energiegewinnung genügen bereits geringe Wassermengen. Bei der Wasserentnahme ist darauf zu achten, dass möglichst geringe Mengen an Geschwemmsel und vor allem an Feingeschiebe zur Turbine gelangen können. Aufgrund der großen Drücke und hohen Fließgeschwindigkeiten in den Turbinen könnten diese sonst einem übermäßigen Verschleiß unterliegen.
