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WasserkraftwerkEin Wasserkraftwerk oder Wasserkraftanlage ist ein Elektrizitätswerk, das die mechanische Energie des Wassers in elektrischen Strom umwandelt. Damit wird die Wasserkraft für den Menschen nutzbar gemacht. 
[Bearbeiten] FunktionsweiseDurch eine Stauanlage wird Wasser im Stauraum auf möglichst hohem potentiellen Niveau zurückgehalten. Die Energie der Bewegung des abfließenden Wassers wird auf eine Wasserturbine oder ein Wasserrad übertragen, wodurch dieses in Drehbewegung mit hohem Drehmoment versetzt wird. Dieses wiederum wird direkt oder über ein Getriebe an die Welle des Generators weitergeleitet. Der Generator wandelt die mechanische Energie in elektrischen Strom um. Weitere Bauteile sind, abhängig von Größe und Bauart des Elektrizitätswerkes: Talsperre, Staumauer, Staudamm, Staustufe, Wehr (Wasserbau), [Bearbeiten] LeistungDie Leistung P ist abhängig vom Wasserdurchfluss Q und der Fallhöhe h sowie von den Wirkungsgraden η des Zulaufs, der Wasserturbine, des Getriebes, des Generators und Transformators. Näherungsweise Berechnung (g · ρ · η ≈ 7 kN /m3) Die Breite der installierten Leistung liegt zwischen wenigen kW und 18.000 Megawatt (Drei-Schluchten-Damm in China). Wasserkraftwerke erzielen einen hohen Wirkungsgrad. Ihre Turbinen und Generatoren können bis zu 90% der nutzbaren Wasserkraft in elektrischen Strom umwandeln. [Bearbeiten] Typen von Wasserkraftwerken[Bearbeiten] Einteilung nach Nutzgefälle
Das Nutzgefälle oder die Fallhöhe ist der Höhenunterschied zwischen dem Wasserspiegel oberhalb der Turbine (Oberwasser) und dem Wasserspiegel hinter der Turbine (Unterwasser).
[Bearbeiten] Einteilung nach AuslastungDie erzeugte Strommenge (Regelarbeitsvermögen) ergibt im Verhältnis zur Nennleistung die Auslastung eines Kraftwerkes.
[Bearbeiten] Einteilung nach Bauart
[Bearbeiten] Ökonomische Bedeutung
Weltweit werden knapp 18 % der elektrischen Energie mit Wasserkraftwerken erzeugt. Norwegen deckt fast seinen gesamten Elektrizitätsbedarf mit Wasserkraft, Brasilien rund 80 %. In Deutschland beträgt die Wasserkraftquote rund 3,5 %, in Österreich rund 55 % (36 TWh) an der gesamten Stromproduktion. In der Schweiz sind es rund 60 %. Gemessen am gesamten Energieverbrauch in Deutschland trägt die Wasserkraft weniger als 1,6 % bei, wie das nebenstehende Bild zeigt. Aus der installierten Leistung von 4,7 GW und der erzeugten Energie von 21600 GWh errechnet sich eine mittlere Einschaltdauer von 4600 h. Gemessen an den 8760 Stunden pro Jahr ergibt sich eine mittlere Nutzung von 52 %. Die Kosten der Investitionen für Wasserkraftwerke liegen sehr hoch und belasten die Rentabilität der Anlage. Daher ist der in Wasserkraftwerken produzierte elektrische Strom zunächst einmal kostspieliger als der in vergleichbaren Dampfkraftwerken. Die Kostenlosigkeit der nahezu unbegrenzt zur Verfügung stehenden Ressource Wasserkraft macht sich erst bemerkbar, wenn die Erlöse des verkauften Stromes die Kosten der Errichtung des Kraftwerkes gedeckt haben. Aus diesem Grund werden Wasserkraftwerke für eine hohe Lebensdauer ausgelegt, um diesen Effekt möglichst lange nutzen zu können. Wasserkraftwerke werden bevorzugt im Mittel- und Hochgebirge sowie an großen Flüssen errichtet, um durch großen Höhenunterschied bzw. Durchfluss die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen. [Bearbeiten] Ökologische AuswirkungDer Landschaftsverbrauch beim Anlegen von Wasserkraftwerken, vor allem beim Bau von neuen Stauseen oder Sperrwerken kann zu Konflikten führen, bei denen die Nachteile und Vorteile, auch im Vergleich zu anderen Lösungen, im Einzelfall abgewogen werden müssen. [Bearbeiten] Vorteile
[Bearbeiten] Nachteile
[Bearbeiten] GeschichteDer technische Vorgänger des Wasserkraftwerkes war die Wassermühle, wobei die geschätzte Anzahl von 100.000 der bis ins 20. Jahrhundert in Deutschland vorhandenen Wasserräder auf etwa 8.000 Wasserturbinen zurückging. Die mit der jahrhundertenlangen Nutzung der Wassermühlen entstandenen Staurechte blieben dagegen in vielen Fällen bestehen und können heute mit modernen Wasserrädern reaktiviert werden. [Bearbeiten] BesonderheitenDas Wappen Nordkoreas enthält ein Wasserkraftwerk mit Strommast. [Bearbeiten] Wasserkraftwerke mit besonderen Merkmalen
[Bearbeiten] Siehe auch[Bearbeiten] Einzelnachweise[Bearbeiten] Weblinks / Quellen
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