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Wasserkraftwerk

In einem Wasserkraftwerk wird die Energie des Wassers durch Turbinen in elektrische Energie umgewandelt. Damit wird die Wasserkraft für den Menschen nutzbar gemacht.

Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk?

Die Energieerzeugung aus Wasserkraft funktioniert folgendermaßen:

  1. Die Bewegungsenergie des Wassers bewegt die Schaufelräder in den Turbinen.
  2. Die Turbinen betreiben Generatoren, die mechanische Energie in Strom umwandeln.
  3. Umso tiefer das Wasser fällt, desto größer ist die Kraft, aus der Energie erzeugt werden kann.

Welche Arten von Wasserkraftwerken gibt es?

Es gibt unterschiedliche Typen von Wasserkraftwerken, wie zum Beispiel Wellen-, Gezeiten-, Osmose- und Gletscherkraftwerke. In Deutschland finden diese 3 Typen die häufigste Verwendung:

  1. Laufwasserkraftwerk: ist im Lauf eines großen Flusses installiert und erzeugt durch die Strömung des Gewässers kontinuierlich Strom.
  2. Speicherkraftwerk: wird üblicherweise in einer Talsperre integriert. Aus dem sich so aufstauenden See kann durch das Ablassen des Wassers durch den Turbinenstrang Strom gewonnen werden.
  3. Pumpspeicherkraftwerk: besteht vereinfacht gesagt aus einem Kraftwerk mit Pumpstation im Tal und einem hoch gelegenen Speichersee. Besteht ein Überangebot an Strom aus Wind- oder Solarenergie, wird dieser genutzt, um das Wasser aus dem Tal in den Speichersee zu pumpen. Steigt der Strombedarf, wird das Wasser aus dem Speichersee abgelassen und treibt so die Turbinen der Kraftwerkseinheit an.

Vom Wasserrad zur Turbine

Schon vor Jahrtausenden nutzten die Menschen die Kraft des Wassers für sich. Über offen drehende Wasserräder wandelten sie Wasserkraft in mechanische Energie um und betrieben damit große Mühlsteine.

Heute werden zur Energieerzeugung geschlossene Turbinen eingesetzt, die Wirkungsgrade um die 90 % erreichen können. An die Turbinen ist ein Generator angekoppelt, der die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.

Welche Arten von Turbinen gibt es?

Die verwendeten Turbinen in einem Wasserkraftwerk werden folgendermaßen unterschieden:

  • Gleichdruckturbinen (Durchströmturbine, Pelton-Turbine): wandelt die potenzielle Energie des Wassers ohne eine Druckänderung in einer oder mehreren Düsen vollständig in Geschwindigkeit um.
  • Überdruckturbinen (Kaplan-Turbine, Francis-Turbine): hier nimmt der Wasserdruck vom Eintritt zum Austritt stetig ab. Das Leitrad der Turbinen dient als Regel- und Absperrorgan gleichermaßen. Dadurch kann der Wirkungsgrad verändert oder das Wasserkraftwerk ganz abgeschaltet werden.

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