Wasserkraft: Was ist das und wie funktioniert sie?

Die Wasserkraft, eine der wohl sichtbarsten erneuerbaren Energiequellen, ist ebenso interessant wie unerforscht.

Schon zu Lebzeiten großer griechischer Philosophen wie Platon und Aristoteles und als grundlegendes Instrument für das Wachstum des Römischen Reiches, ist Wasserkraft seit Jahrtausenden von großem Nutzen für die Menschheit. Doch erst mit dem Aufkommen der industriellen Revolution und der Elektrizität erlebte die Wasserkraft einen entscheidenden Aufschwung und wurde zum Schlüssel für die Entwicklung der Gesellschaften des 19. und 20. Jahrhunderts. Heute werfen wir einen Blick in die Vergangenheit und Zukunft dieser erneuerbaren Energieform und betrachten ihre Funktionsweise. Begleiten Sie uns auf dieser Reise durch die Kraft des Wassers und entdecken Sie, wie Wasserkraft funktioniert?

Die Naturkräfte zu beherrschen und sie zu unserem Vorteil zu nutzen, zählt zu den größten Bestrebungen der Menschheit. So haben Generationen von Menschen ihre Umwelt verändert, um in erster Linie ihr Überleben zu sichern und in zweiter Linie ihre Lebensqualität zu verbessern. Die großen Zivilisationen der Antike gestalteten ihre Welt, um natürliche Ressourcen zu ihrem Vorteil zu nutzen und dank ihnen zu wachsen. Die Kraft des Wassers, eines der grundlegenden Elemente unseres Planeten, ist dabei nicht unbekannt; im Gegenteil, sie spielt eine zentrale Rolle. Das griechische Wasserrad, die römische Mühle oder die ägyptische Wasserhebeanlage (Sāqiyah) sind nur einige Beispiele dafür, wie grundlegend hydraulische Energie für Aufgaben wie das Pumpen von Wasser oder das Mahlen von Getreide war. Obwohl die Wasserkraft schon damals eine wichtige Rolle spielte, wurde sie mit der technologischen und wissenschaftlichen Revolution des 19. Jahrhunderts, die von der industriellen Revolution geprägt war, entscheidend. Elektrizität wurde zum Rückgrat der Stadtentwicklung und damit der Wirtschaft der Industrieländer. Damals entstand die Wasserkraft, wie wir sie heute kennen. Angetrieben von der Entwicklung des elektrischen Generators und der immer ausgefeilteren Turbinen, entstanden in den Industrieländern immer mehr Wasserkraftwerke. Begriffe wie Staudamm und Stausee hielten Einzug in den allgemeinen Sprachgebrauch, und in Europa und Amerika wurden in rasantem Tempo Pläne für den Bau großer Wasserbauprojekte entwickelt, um den steigenden Strombedarf zu decken. Dies veränderte unsere natürliche Umwelt grundlegend. Zu jener Zeit stammte ein sehr großer Teil der gesamten elektrischen Energie aus der Nutzung der Wasserkraft.

Neben anderen Arten der erneuerbaren Energieerzeugung wie Wind und Sonne ist die Wasserkraft bis heute von grundlegender Bedeutung. Nicht umsonst wird fast ein Viertel des weltweiten Stroms durch Wasserkraft erzeugt, wobei dieser Anteil in Ländern wie Norwegen (99 %), der Demokratischen Republik Kongo (97 %), Brasilien (96 %) oder Kanada (60 %) deutlich höher liegt. Ein Beispiel für die große Bedeutung dieser Technologie sind einige der größten Bauwerke unserer Zeit, die Wasserkraftwerke sind, wie der Drei-Schluchten-Damm (China, 22.500 MW) oder der Itaipu-Damm (Brasilien und Paraguay, 14.000 MW). Aber wissen wir, wie Wasserkraft funktioniert?

Wie funktioniert Wasserkraft?

Betrachten wir ein mehr oder weniger typisches Wasserkraftwerk. Jedes Kraftwerk dieser Art besteht für seinen Betrieb aus mehreren Hauptelementen. Schauen wir sie uns nacheinander an:

Damm: Dies ist der Tiefbau, hauptsächlich aus Beton gefertigt, wodurch das für den Kraftwerksbetreiber zurückgehaltene Wasservolumen aufrechterhalten werden kann. Einige der beeindruckendsten Fallrohre erhöhen den Wasserspiegel um Hunderte von Metern.

Stausee: Dies ist der Wasserspeicher, der die Anlage beherbergt und den Zufluss sammelt.

Schleusentore: Dies sind die beweglichen Elemente, die sich öffnen und schließen, um den Wasserdurchfluss zu ermöglichen.

Druckrohrleitung: Eine Rohrleitung, durch die das Wasser auf seinem Weg zur Stromerzeugung transportiert wird.