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Hydraulisches Becken.
Hydraulische Kraft.

Dam.
Hydraulikkraft.

Was ist ein Wasserkraftwerk?

Ein Wasserkraftwerk ist eine Reihe von Wasserbauarbeiten, die mit einer Reihe geeigneter Maschinen zusammenarbeiten. Ziel eines Wasserkraftwerks ist es, Strom aus der potentiellen Energie bewegter Gewässer zu gewinnen.

Was ist ein Wasserkraftwerk?

Diese Art von Kraftwerken nutzt die potentielle Energie des Wassers, um elektrische Energie zu erzeugen.

Die von Wasserkraftwerken erzeugte Energie muss in jeder Hinsicht als erneuerbare Energie eingestuft werden. Dank des Wasserkreislaufs kann diese Ressource endlos für denselben Zweck wiederverwendet werden, ohne dass ein Reinigungsprozess durchgeführt wird. Das Konzept der Erneuerbarkeit ist der Konstanz des jährlichen Volumens der Gesamteinträge untergeordnet.

Wasserkraftwerke haben die Besonderheit, dass sie mit dem sofortigen Öffnen der hydraulischen Absperrschieber in wenigen Minuten aktiviert und deaktiviert werden. Diese Funktion bietet die Möglichkeit, plötzliche Spitzen des elektrischen Energiebedarfs, die auftreten können, leicht abzudecken.

Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk?

Ein modernes Wasserkraftwerk besteht aus: einem Reservoir, einem Damm, Schleusen, Turbinen und Generatoren.

Der Tank speichert den "Kraftstoff" und ermöglicht es dem Bediener, die Wassermenge zu steuern, die den Turbinen zugeführt wird. Es dient auch als Sedimentationstank: Der größte Teil des Schmutzes und der Ablagerungen im Wasser wird am Boden und außerhalb des Saugbereichs abgelagert.

Wasserzufluss

Das aus dem Becken kommende Wasser wird durch einen Einlass (Gate Dam) und eine Zwangsleitung zu den Turbinen transportiert. Ein Einlassfiltersystem reinigt das Wasser weiter, um sicherzustellen, dass es relativ frei von Schwebstoffen ist, die die Turbinenschaufeln beschädigen könnten.

Hydrauliksysteme arbeiten zusammen, um Absperrschieber zu öffnen und zu schließen, damit der Wasserfluss stromabwärts vom Becken fließen kann. Diese Systeme sind: der Regler, die Bremsen, die Torsteuerungen usw.

Hydraulischer Turbinenantrieb

Das Wasserrad der Vergangenheit ist zur modernen Turbine geworden. Im Gegensatz zur Form und Konfiguration der Schaufel sind die drei Hauptturbinentypen Francis, Kaplan und Pelton, benannt nach ihren Erfindern.

Unabhängig von der Art der Konstruktion wandelt die Turbine die kinetische Energie der Bewegung oder des Wasserfalls in mechanische Energie um.

Stromgenerator

Die Turbine ist über die Welle mit dem Rotor eines elektrischen Generators verbunden, der mechanische Energie in Elektrizität umwandelt.

Für maximale Effizienz sind die Turbinen für jedes Wasserkraftwerk maßgeschneidert.

Welche Arten von Wasserkraftwerken gibt es?

Wasserkraftwerke können je nach Fallhöhe in drei große Gruppen eingeteilt werden. Jeder Typ verwendet ein spezielles hydraulisches Turbinendesign, um die Leistung zu maximieren.

  • Niederdruckinstallationen. Der Wasserfall in diesen Wasserkraftwerken beträgt weniger als 25 m. Diese Anlagen verwenden Kaplan-Turbinen.

  • Mittelspannungsanlagen. Der Wasserfall in diesen Wasserkraftwerken liegt zwischen 25 und 100 m. In diesen hydraulischen Anlagen werden hier Francis-Turbinen eingesetzt. Es ist die häufigste Art von Wasserkraft.

  • Hochspannungsanlagen. Der Wasserfall in diesen Wasserkraftwerken ist größer als 100 m. In Wasserkraftwerken mit einem Wasserfall zwischen 100 und 400 m. Francis-Turbinen werden verwendet, während für Wasserfälle über 400 m Peltonturbinen verwendet werden.

Was sind Pumpstationen?

Pumpspeicherkraftwerke sind Kraftwerke, die ihr eigenes Speicherbecken mit Wasser füllen, wenn Strom über den Verbrauch hinaus erzeugt wird.

Das Kraftwerk kauft dann Strom zu einem Preis, der unter seinem Durchschnittspreis liegt. Zu diesem Zeitpunkt ändert es seine Konfiguration und pumpt Wasser in seine Speichertanks. Wenn der Verbrauch die Stromversorgung übersteigt, verkauft das Kraftwerk den Strom, den es aus seinen Lagertanks erzeugt, zu einem Preis an die Verbraucher, der teurer ist als der Durchschnittspreis.

Die Pumpstationen verwenden zwei Reservoire in unterschiedlichen Höhen. Bei Bedarf erzeugt die Anlage wie eine konventionelle Anlage Strom. Wasser fällt aus dem oberen Reservoir, treibt die Turbinen an und wird im unteren Reservoir gespeichert.

Bei geringem Bedarf wird das Wasser aus dem unteren Reservoir zu Fuß in das obere Reservoir zurückgepumpt.

Eigenschaften eines Wasserkraftwerks

Die Hauptmerkmale, die die Produktionskapazität eines Wasserkraftwerks bestimmen, sind:

  • Die Leistung hängt vom Höhenunterschied zwischen dem durchschnittlichen Füllstand des Stausees und dem Wasserstand am Fuße des Damms ab.

  • Der maximale Wasserdurchfluss, den die Anlage durch die Turbinen leiten kann.

  • Die Eigenschaften von Turbinen und elektrischen Generatoren.

  • Die Energie, die die Anlage in einer bestimmten Zeit (in der Regel ein Jahr) garantieren kann.

Es gibt vier Turbinen, mit denen mechanische Energie in Elektrizität umgewandelt wird:

  1. Turbina Pelton

  2. Turbina Tiger

  3. Turbine Turgo

  4. Turbine Francis

Vorteile von Wasserkraftwerken

Die Vorteile der Stromerzeugung durch Wasserkraftwerke im Vergleich zu anderen Alternativen sind:

Niedrige wirtschaftliche Kosten

Der Hauptvorteil der Wasserkraft ist die Eliminierung der Brennstoffkosten. Die Kosten für den Betrieb eines Wasserkraftwerks sind nahezu unempfindlich gegen steigende Kosten für fossile Brennstoffe.

Kraftstoff ist nicht erforderlich und muss nicht importiert werden.

Die Gesamtarbeitskosten sind niedrig, da die Anlagen während des Betriebs automatisiert und unterbesetzt sind.

Ein Wasserkraftwerk kann zu relativ niedrigen Baukosten errichtet werden und bietet eine nützliche Einnahmequelle, um die Grundbetriebskosten auszugleichen.

Vorteile für die Umwelt

Diese Art der Energieerzeugung stößt keine Treibhausgase aus.

Als erneuerbare Energie verbraucht sie keine fossilen Brennstoffe. Daher emittiert es unter anderem keine Treibhausgase mit Kohlendioxid.

Einige CO2-Emissionen treten in der Herstellungs- und Bauphase auf. Es ist jedoch ein kleiner Teil des Betriebs, der den Emissionen fossiler Brennstoffe während der Stromerzeugung entspricht.

Große Staudämme können Überschwemmungen kontrollieren, von denen ansonsten Menschen in der Nähe dieser Projekte betroffen sind.

Andere Arten von Aktivitäten: Freizeitaktivitäten, Sport und Tourismus

Die im Zentrum gelegenen Stauseen bieten manchmal Einrichtungen für Wassersport und werden selbst zu Touristenattraktionen.

In einigen Ländern ist die Fischzucht auf Stützpunkten üblich.

Von den vielfältigen Verwendungszwecken von Dämmen für die installierte Bewässerung kann dies den Aufbau eines Anbaus unterstützen, der mit der Reichweite von Wasser relativ konstant ist.

Nachteile von Wasserkraftwerken

Instandhaltung

Ein Problem im Zusammenhang mit Wasserkraftwerken ist die Ansammlung von Sedimenten im oberen Reservoir. Dieses Problem scheint im Laufe der Zeit unvermeidlich zu sein.

Um dies zu vermeiden, müssen die angesammelten Sedimente regelmäßig ausgebaggert werden.

Umweltnachteile

Das Vorhandensein eines Staudamms impliziert bestimmte Komplikationen auf Umweltniveau:

  1. Dämme blockieren den Transport von Feststoffen aus Flüssen (Sand und Kies).

  2. Das Wasser, das die Pflanze verlässt, ist sedimentfrei und stört das Gleichgewicht zwischen fester Versorgung und erosiver Aktivität in nachgelagerten Gewässern. Aufgrund des verringerten oder keinen festen Beitrags gibt es das Phänomen der Küstenerosion.

  3. Landschaftsmodifikation.

  4. Zerstörung natürlicher Lebensräume.

Viele dieser Umweltprobleme treten bei "MINI-HYDRO" -Systemen nicht auf, für die in den meisten Fällen keine Dämme gebaut werden müssen.

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Erscheinungsdatum: 25. März 2018
Geändert am: 1. Juli 2020