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Kraftwerk

Ein Kraftwerk dient in der Regel dazu, elektrische Energie zu produzieren. Ausnahmen sind Heizkraftwerke, die der Wärmeproduktion dienen. In Hinsicht auf die Energiewende sehen Kraftwerke mit fossilen Energieträgern wie Kohle-, Erdgas- oder Erdölkraftwerke ihrem Ende entgegen. 2038 soll in Deutschland das letzte Kohlekraftwerk vom Netz genommen werden. Der Ausstieg aus der Atomkraft erfolgt schon 2022.

Die Zukunft gehört den regenerativen Kraftwerken

Konventionelle Kraftwerke verursachen sehr hohe Treibhausgasemissionen. Erneuerbare Energiequellenwie Sonnenenergie, Wasser- und Windkraft hingegen sind es, die die Zukunft klimafreundlich gestalten. In Deutschland entstehen deshalb immer mehr Kraftwerke, die mit diesen kostenlosen und in einem reichen Ausmaß zur Verfügung stehenden Energieträgern saubere und CO2-neutrale Energie produzieren. Dabei sind es Wind- und Solar-Kraftwerke, die hierzulande den größten Anteil an Ökostrom liefern.

Elektrischer Strom aus Sonnenlicht

In Solarkraftwerken wird die Energie der Sonne genutzt, um elektrische Energie oder Wärme zu erzeugen. Im Gegensatz zu Solarkraftwerken und großflächigen Photovoltaikanlagen dienen Thermische Solaranlagen ausschließlich der Wärmeerzeugung und/oder der Warmwasserbereitung.

Regeneratives Kraftwerk mit Photovoltaik

Das Solarkraftwerk

Berechnungen des Bundesumweltministeriums zufolge liefert die Sonne in Deutschland Solarenergie, die den bundesweiten Energiebedarf um das 80-fache übersteigt. Ideal, um diese kostenlose und emissionsfreie Ressource zur Stromgewinnung zu nutzen – trotz jahreszeitlicher Schwankungen hinsichtlich Dauer und Intensität des Sonnenscheins.

Um auch die Versorgung mit Solarenergie voranzubringen, gibt es in Deutschland verschiedene Arten von Solarkraftwerken:

1. Thermische Solarkraftwerke

In solarthermischen Kraftwerken wird Sonnenlicht indirekt in Strom umgewandelt, was sie von der Photovoltaik unterscheidet, wo die Solarenergie direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Die Umwandlung des Sonnenlichts in elektrischen Strom erfolgt im Wesentlichen in 3 Schritten:

  • Mit Hilfe großer Parabolspiegel oder Parabolrinnen sowie einer Wärmeträgerflüssigkeit wird Sonnenenergie in Wärme umgewandelt.
  • Die gewonnene Wärme wird an ein wasserführendes Kreislaufsystem weitergeleitet und verdampft dabei.
  • In weiterer Folge strömt der Dampf über eine Turbinenanlage oder einen Generator, die den Dampf schließlich in elektrische Energie umwandeln.

2. Solarparks – großflächige Photovoltaik-Anlagen

Die ebenerdig auf freier Fläche angebrachten Solarmodule in Photovoltaik-Kraftwerken wandeln Sonnenenergie direkt in Strom um und ähneln in ihrer Funktionsweise privaten Photovoltaik-Anlagen.

Kraftwerk: Elektrische Energie aus Windkraft

Elektrische Energie aus Windkraft

In den letzten Jahren haben Windkraftwerke in Deutschland immer mehr an Bedeutung gewonnen. Mittlerweile liefern sie den größten Anteil an Strom aus erneuerbaren Energien. Über 21.100* Windkraftwerke, sowohl an Land als auch auf See, wurden 2019 in Deutschland gezählt. Die meisten davon befinden sich in Niedersachen und Brandenburg sowie in Nordrhein-Westfalen und Schleswig-Holstein.

*Quelle: Statista

Das Windkraftwerk

In Windkraftwerken wird Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt. Der über das Rotorblatt wehende Wind wird vom Windrad aufgenommen und mithilfe eines Generators in Strom umgewandelt.

Je größer eine Windanlage ist, desto größer ist auch der Ertrag an Windstrom. Des Weiteren gilt: Je höher ein Windrad, desto höher der Stromertrag. Mit jedem Meter Höhe mehr, kann der Ertrag um 1 % gesteigert werden. Wird auch die Flügellänge der Rotoren verdoppelt, kann der Ertrag sogar um das Vierfache angehoben werden.

Die 2 Typen von Windrädern

1. Das getriebelose Windrad

Hier sitzt der Generator direkt am Rotor und dreht sich auch in derselben Geschwindigkeit wie dieser. Ähnlich wie beim Dynamo eines Fahrrads, wird der Strom durch die Drehbewegung erzeugt.

2. Das Windrad mit Getriebe

Zwischen Rotor und dem Generator ist ein Getriebe zwischengeschaltet. Aus diesem Grund ist der Generator kleiner dimensioniert, dreht sich aber bis zu 100 Mal schneller als der Generator eines getriebelosen Windrads.

Durch Reibung und Wärme aufgrund der hohen Drehgeschwindigkeit geht bei einem Windrad mit Getriebe allerdings auch viel Energie verloren. Weshalb getriebelose Windräder die energieeffizientere Art der Energiegewinnung durch Windkraft darstellen.