Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk?
Ein Höhen- oder Druckunterschied treibt eine Turbine, die wiederum den Generator antreibt. Weil Wasser kontinuierlich und mit hoher Dichte strömt, arbeiten Wasserkraftwerke sehr effizient und grundlastfähig – der Wirkungsgrad erreicht bis zu rund 90 Prozent.
- bis ~90 %Wirkungsgrad der Anlage
- P = ρ·g·Q·H·ηLeistung aus Durchfluss Q und Fallhöhe H
- grundlastfähigliefert gleichmäßig rund um die Uhr
Fallhöhe, Turbine, Generator
Wasserkraft wandelt die Lageenergie des Wassers in Strom. Entscheidend sind zwei Größen: die Fallhöhe und der Durchfluss. Je nach Kombination kommen unterschiedliche Turbinentypen zum Einsatz.
- Zufluss und Fallhöhe: Das Oberwasser strömt mit Druck zur Turbine.
- Turbine: Das Wasser versetzt das Laufrad in Drehung.
- Generator: Die Drehbewegung erzeugt Strom.
- Abfluss und Netz: Das Wasser fließt ins Unterwasser, der Strom über den Transformator ins Netz.
Einordnung im Strommix
Anders als Wind und Photovoltaik liefert Wasserkraft sehr gleichmäßig und ist damit grundlastfähig. Große Speicherkraftwerke können zudem Strom gezielt zu Spitzenzeiten liefern.
Für die Gebäudeversorgung spielt Wasserkraft kaum eine Rolle; die Figur erklärt das Prinzip als Teil des Überblicks über die Stromerzeugung.
Häufige Fragen
Wovon hängt die Leistung ab?
Von Fallhöhe und Durchfluss: Viel Wasser mit großem Höhenunterschied ergibt viel Leistung. Die Formel P = ρ·g·Q·H·η verbindet Dichte, Erdbeschleunigung, Durchfluss, Fallhöhe und Wirkungsgrad.
Welche Turbinentypen gibt es?
Je nach Fallhöhe und Durchfluss kommen unterschiedliche Bauarten zum Einsatz – etwa Kaplan-Turbinen für niedrige Fallhöhen und große Wassermengen oder Pelton-Turbinen für hohe Fallhöhen. Die Figur zeigt das Prinzip vereinfacht.
Warum gilt Wasserkraft als grundlastfähig?
Weil Flüsse kontinuierlich Wasser führen und Speicherkraftwerke Wasser vorhalten, kann Wasserkraft gleichmäßig und planbar Strom liefern – anders als die wetterabhängige Wind- und Solarenergie.