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1. Die Arbeitsweise der Speicherkraftwerke

2. Die Beschreibung der Pumpspeicherwerke

3. Der Unterschied der Anlagen

4. Der Antrieb der Wasserkraftwerke

5. Besonderheiten der Turbinen

Wasserkraftwerke

Die großtechnische Nutzung der Energie strömenden Wassers zur Stromerzeu­gung erfolgt in Wasserkraftwerken. In ihnen wird das Wasser durch große Wassertur­binen geleitet, die dadurch angetrieben werden und die ihrerseits angekop­pelte elektrische Generatoren antreiben, die die elektrische Energie erzeugen. Zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit wird das Wasser entweder unmittel­bar vor einem Wasserkraftwerk aufgestaut oder in einem höher gelegenen Speicher­becken bzw. -see gesammelt, bevor es in Druckrohren oder -Stollen quasi freifallend zur Turbine strömt. Der dort wirksame Wasserdruck hängt von der Stau- bzw. Fall­höhe des Wassers ab. Je größer die Stau- bzw. Fallhöhe und die Durchflußmenge des Wassers durch die Turbine sind, desto größer ist die gewinnbare elektrische Energie.

Je nach Stau- bzw. Fallhöhe des Wassers unterscheidet man Nieder-, Mittel- und Hochdruckanlagen: Niederdruckkraftwerk sind solche mit einer niedrigen Stau- bzw. Fallhöhe (bis 25 m). Unter diesen sind in erster Linie die Laufwasserkraft­werke zu nennen. Sie werden als Flußstaue (Flußkraftwerke; mit Aufstau des Wassers durch Wehre) oder als Kanalstufen gebaut, wobei das Wasser entsprechend dem na­türlichen Zulauf zur Energiegewinnung genutzt wird, da aus umwelttechnischen und wirtschaftlichen Gründen ein größeres Aufstauen zur Erhöhung des Gefälles und des Speicherraums nicht möglich ist. Bei Laufwasserkraftwerken schwankt die Stromabgabe, da ihre Stromerzeugung von den jahreszeitlichen Witterungsbedin­gungen und damit vom Wasserangebot (Regen-, Trocken- und Schmelzwasserperi­oden) abhängig.

Im Gegensatz zu Niederdruckkraftwerken arbeiten Speicherkraftwerke in der Re­gel mit großen Stau- bzw. Fallhöhen; sie werden deshalb als Mitteldruckkraftwerke (Fallhöhen bis 100m) oder als Hochdruckkraftwerke (Fallhöhen bis l 500m) unter­schieden. Speicherkraftwerke nutzen das gestaute Wasser eines natürlichen oder künstlichen Speicherbeckens. Sie werden in erster Linie als Talsperrenkraftwerke er­richtet, bei denen ein hoher Damm (Staumauer) das Wasser eines Flusses in einem Tal zu einem großen See aufstaut (Talsperre) und Turbinen sich in Durchlässen am Fuße der Staumauer befinden. In Gebirgen sind die Speicherbecken sehr hoch angelegt und durch Druckrohrlei­tungen oder -Stollen mit dem tief gelegenen Wasserkraftwerk verbunden. Zur Stromerzeugung wird das Wasser aus dem Speicherbecken über die Druckrohre durch das Gebirge hindurch der Turbine zugeleitet. Im Gegensatz zu den Laufwasserkraftwerken wird bei Speicherkraftwerken das zufließende Wasser nicht unmittelbar zur Stromerzeugung genutzt, sondern für Zei­ten hohen Strombedarfs gespeichert. Beispielsweise kann ein Jahresspeicher das Schmelz- und Regenwasser des Frühjahrs und des Sommers für den hohen Strombe­darf des kommenden Winters sammeln bzw. speichern.

Eine besondere Art der Speicherkraftwerke sind die Pumpspeicherwerke. In ihnen wird Überschußstrom, der z. B. nachts in Laufwasser- oder Wärmekraftwerken an­fällt, zum Hochpumpen von Wasser aus einem Tiefbecken in ein hochgelegenes Speicherbecken genutzt. Die Energie des im Hochspeicher befindlichen Wassers läßt sich dann zu Zeiten erhöhten Elektrizitätsbedarfs nutzen, wenn man das Wasser durch Turbinen wieder in das Tiefbecken zurückströmen läßt. Pumpspeicherwerke sind in erster Linie Spitzenkraftwerke. Sie werden eingesetzt, um die zu Spitzenzeiten kurzfristig auftretenden hohen Stromnachfragen zu decken. In der Bundesrepublik Deutschland trugen 1981 rund 640 größere Wasserkraft­werke (Leistungsvermögen größer als l 000 kW) und rund 10000 Klein- und Kleinst­anlagen - hauptsächlich Laufwasserkraftwerke - zur Stromerzeugung bei; die Was­serkraft deckte dabei ungefähr 5-6% des bundesdeutschen Strombedarfs. Eine we­sentliche Steigerung der Erzeugung elektrischer Energie aus Wasserkraft ist bei uns nicht zu erwarten, da die Ausbaumöglichkeiten nahezu erschöpft sind.