Kraftwerke

Erzeugung elektrischer Energie In Kraftwerken wird mechanische (nichtelektrische)

elektrische

Energie umgewandelt.

Turbinen

Energie in nehmen die Energie auf und leiten sie an den

Generator

zur Stromerzeugung weiter. Nur die Solarzellen wandeln Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um.

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Einteilung der Kraftwerke:

1.) Wasserkraftwerke

a) Laufkraftwerke b) Speicherkraftwerke c) Pump-Speicherkraftwerke d) Gezeitenkraftwerke

2.) Wärmekraftwerke

a) Gaskraftwerk b) Kohlekraftwerk ….

3.) Atomkraftwerke

4.) Windkraftwerke 5.) Solarkraftwerke

6.) Sonstige Kraftwerke

a) Biomasse Kraftwerke b) Müllverbrennungsanlagen ….

1.) Wasserkraftwerke

a.) Laufkraftwerk

Laufkraftwerke oder

Flusskraftwerke

nützen daher die

Fließenergie

können nur wenig Wasser speichern und der Flüsse aus. Sie müssen

ständig

Strom erzeugen und decken somit den laufenden Strombedarf eines Landes ab. (Grundversorgung) Durch die

geringe Fallhöhe

verwendet. Die des Wassers werden Turbinen mit großen Schaufeln

Kaplanturbine

hat verstellbare Flügel (Schaufeln) und ist für diese Kraftwerke sehr gut geeignet.

Infos zu Turbinen

An großen österreichischen Flüssen (Donau, Inn, Drau) finden wir viele Kraftwerke.

Schleusenanlagen

regeln den Schiffsverkehr.

Donaukraftwerk Aschach Kraftwerk an der Drau Kraftwerk Ybbs-Persenbeug, das 1. Kraftwerk an der Donau mit Schleusenanlage .

b.) Speicherkraftwerk

In Speicherkraftwerken wird das Wasser mit

hohen Staumauern

, oft auch sehr hoch in den

Bergen

aufgestaut. Hier werden

geringe Wassermengen

mit großer Fallhöhe und sehr hohem

Druck

auf die Turbinen geleitet. Die hier verwendeten Turbinen sind

Francis

- oder

Peltonturbinen

. Infos zu Turbinen

Speicherkraftwerke sind nicht ständig im Betrieb, sie decken den

Spitzenstrombedarf

eines Tages ab. (Morgen, Mittag und Abend) Sie können schnell und sehr leicht in Betrieb genommen werden. Das Wasser im Staudamm ist somit der

Energiespeicher.

Kölbreinspeicher und Vorspeicher Speicherkraftwerk Ottenstein Kölbreinsperre-Maltatal im Kärnten

c.) Pumpspeicherkraftwerk

Dieses Kraftwerk ist fast das gleiche wie das

Speicherwerk

. Wenn der Bedarf an Strom nicht sehr hoch ist, wie zum Beispiel in der Nacht oder an Wochenenden, wird beim Pumpspeicherwerk der Generator mit dem

überschüssigen Strom

angetrieben. Durch den Generator wird eine

Pumpe

betrieben, die das Wasser von einem tiefliegenden Becken in ein höhergelegenes (Stausee) pumpt. Ein solches Kraftwerk ist dennoch sinnvoll, da die

überschüssige Energie

nicht einfach verloren geht. Die überschüssige Energie kommt oft von Laufkraftwerken.

d.) Gezeitenkraftwerk

Ein Gezeitenkraftwerk nützt die Unterschiede zwischen

Ebbe

und

Flut

(=Tidenhub) für die Energiegewinnung aus. Das Wasser fließt bei Flut über Turbinen in eine

Meeresbucht

. Die Bucht ist mit einem

Damm

abgesperrt. Bei Ebbe fließt das Wasser wieder aus dem Damm über die Turbinen aus.

Der Gezeitenunterschied ist nicht überall gleich.

Infos zu Turbinen

Ein

Meeresströmungskraftwerk

nützt die Energie von Meeresströmungen wie Z.B. der Golfstrom aus. Unterwasserrotoren die sich an die

Strömung

anpassen, erzeugen die Drehbewegung für den Generator.

Meeresströmungen

2.) Wärmekraftwerke

In einem Wärmekraftwerk wird Wärme aus

Verbrennung

in elektrische Energie umgewandelt.

a) Gasturbinenkraftwerk, Gaskraftwerk

Gasturbinenkraftwerke werden größtenteils mit

Erdgas

oder

Erdölprodukten

betrieben. Das Gas wird entzündet und die Abgase treiben anschließend eine

Gasturbine

an, die an einen Generator gekoppelt ist. Dieser Generator erzeugt den gewünschten Strom. Gasturbinenkraftwerke können

schnell gestartet

werden und werden daher für den

Spitzenverbrauch

an Strom verwendet. Es gibt auch Gaskraftwerke die

Dampf

erzeugen und dann eine

Dampfturbine

antreiben. Dampfturbine

b) Kohlekraftwerk

Ein Kohlekraftwerk ist eine spezielle Form des Elektrizitätswerkes. Es hat seinen Namen von der Braunkohle und für Steinkohle. In einem Kohlekraftwerk wird zuvor in einer Kohlemühle

Kohle

als hauptsächlichem

Brennstoff Braun- oder Steinkohle gemahlen

. Es gibt Kraftwerke für und getrocknet dann in den

Brennerraum

mit Staubfeuerung eingeblasen und dort vollständig verbrannt.

3.) Atomkraftwerke (AKW)

In mehreren dünnen

Brennstäben

, die zu einem Brennelement zusammengefasst sind, befindet sich das

Uran-235

. Auf die

Uranatome

werden nun Neutronen "geschossen". Dadurch

spaltet

sich das

Atom

in mehrere Teile und es werden einige

Neutronen

freigesetzt. Diese spalten wiederum Uranatome, welche wieder Neutronen freisetzten. Diese

Kettenreaktion

geht so weiter bis keine Atome mehr spaltbar sind. Bei der Spaltung wird

Wärme

abgegeben, und das Wasser zwischen den Brennstäben wird zu Dampf erhitzt. Die Konstruktion mit Wasser und Brennelementen wird

Kernreaktor

genannt. Der entstandene

Dampf

gelangt nun über Leitungen zu den

Turbinen

, die von ihm angetrieben werden und die Wärmeenergie in Bewegungsenergie umwandeln

Kernkraftwerke sind gefährlich da sie

radioaktive Strahlen

freisetzen können. Der entstandene

Atommüll

ist radioaktiv und muss entsorgt werden. Krenkraftunfall in

Tschernobyl

1986 hatte katastrophale Folgen, die Strahlung erreichte auch Österreich.

Der radioaktive Teil des AKWs wurde mit einem Deckel (Sarkophag = Tote bestatten) zugedeckt.

explodierter Reaktor in Tschernobyl

AKWs in der Nähe von Österreich

AKW in

Temelin

in Tschechien, nahe der österreichischen Grenze Der Reaktor Bohunice A1 (Slowakei) wurde 1972 fertig gestellt und 1977 wegen eines Unfalls geschlossen.

4.) Windkraftwerke

Eine Windkraftanlage (WKA) wandelt die Energie des

Windes

in elektrische Energie um und speist sie in das Stromnetz ein. Dies geschieht, indem die Bewegungsenergie der Windströmung auf die

Rotorblätter

wirkt und somit den Rotor in eine

Drehbewegung

versetzt. Der Rotor gibt die

Rotationsenergie

an einen

Generator

weiter, welche dort in elektrischen Strom umgewandelt wird.

http://www.windpower.org/de/kids/ Alles zum Thema Windkraft!

Windparks Gondel mit Rotor Windkraft wurde schon sehr lange genützt.

Windmühle der Stadt Retz in NÖ.

5.) Solarkraftwerke

Das Solarkraftwerk ist ein Kraftwerk, welches durch die Energie der

Sonne, Strom

oder

Wärme

erzeugt. Je nach Funktion werden Solarkraftwerke in 3 Kategorien eingeteilt: Thermische Solaranlagen, Photovoltaikanlagen und thermische Solarkraftwerke.

a)

Thermische Solaranlagen

dienen nicht der Stromerzeugung, sondern der Erzeugung von Wärme für z.B. Heizungen oder Trinkwasser. Auf speziell beschichteten

Kollektoren

scheint die Sonne und erwärmt diese. Die Flüssigkeit in den Kollektoren erwärmt dann das Heizungs- oder Brauchwasser.

b) In

Photovoltaikanlagen

wird direkt aus der Energie der

Sonne Strom

erzeugt. Dies geschieht in hauchdünnen

Siliziumschichten

, die

halbleitend

sind. Innerhalb dieser Schichten werden negative und positive

Ladungen

getrennt und durch eine elektrisch leitende Verbindung kann nun Strom fließen. Dieser Strom wird entweder gespeichert oder direkt in das Stromnetz eingespeist.

c) Thermische Solarkraftwerke

erzeugen mit Hilfe der Sonne indirekt Strom. Die Sonne scheint hierbei auf große

Spiegel

und erwärmt dabei eine Flüssigkeit. Der Dampf treibt eine Turbine an.

6.) Sonstige

Kraftwerke

a) Biomassekraftwerke In einem Biomassekraftwerk wird elektrische Energie durch die

Verbrennung

von

Biomasse

erzeugt. Weiterhin gibt es auch sogenannte Biomasseheizkraftwerke, die zusätzlich zu der erzeugten Energie auch die entstehende Wärme zum

Heizen

der Wohnhäuser bereitstellen, oder auch zur Stromerzeugung verwendet werden. Es werden verschiedene

Brennstoffe

eingesetzt z.B. Holzpellets, Holz, Hackschnitzel, Stroh, oder versch. Getreidearten.

b) Müllverbrennungsanlagen Eine sehr bekannte Müllverbrennungsanlage ist die

„Fernwärme Wien – Müllverbrennungsanlage“

in

Spittelau

. Sie wurde von dem Künstler

Hundertwasser

Müll

verbrannt

verschönert. In dieser Anlage wird und die

Abwärme

zum

Heizen

von Haushalten in Wien verwendet.

Pelltonturbine

Turbinen

Kaplanturbine

* Speicherkraftwerke * geringe Durchflussmengen, aber Einspritzung des Wassers mit sehr hohem Druck * Fallhöhen 300...1.800 m

Francisturbine

* Einsatz in Laufwasserkraftwerken * hohe Durchflussmengen bei niedrigem Druck * Fallhöhen 5...20 m Fotos zu Turbinen * Speicher- und Laufwasserkraftwerken * mittlere Durchflussmengen bei kleinem und mittlerem Druck * Fallhöhen 25...300 m Zurück zur letzten Folie

Pelltonturbine

Turbinen

Kaplanturbine Francisturbine

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Diese Präsentation über Kraftwerke dient rein schulischen Zwecken.

Text.: Christian Graf, PHS Engl. Fräulein Krems www.phskrems.ac.at

Bilder.: Fotos und Grafiken wurden aus dem Internet zusammengetragen.

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Kontakt.: [email protected]