Arbeitsblatt: Handout Hochdruckkraftwerke

Jenny Mühlemann, Anna Abel-Ponzio, Uni Freiburg, 08.10.09 Handout „Hochdruckkraftwerke Ein Wasserkraftwerk ist ein Elektrizitätswerk, das die Bewegungsenergie des Wassers in elektrische Energie (Strom) umwandelt. Damit wird die Wasserkraft für den Menschen nutzbar gemacht. Wasserkraft ist derzeit die einzige erneuerbare Energiequelle, die nennenswert zur Versorgung der Erdbevölkerung beiträgt. Knapp 18% der weltweiten Energie werden mit Wasserkraftwerken erzeugt. Die Schweiz verfügt momentan über 538 Wasserkraftwerke, aus welchen rund 57% der gesamten Stromerzeugung in der Schweiz stammen. Am meisten Strom wird während den warmen und niederschlagsreichen Monaten produziert. Wasserkraftwerke mit einer grossen Fallhöhe (50m – 2000m) und einem geringen Durchfluss nennt man Hochdruck Speicherkraftwerke. Sie benutzen Francis- oder Pelton Turbinen. Eine spezielle Art von Speicherkraftwerk ist das Pumpspeicherkraftwerk (Zusatzblatt). Merkmale von Hochdruck-Speicherkraftwerken: • • • • • Nutzung von gespeichertem Wasser zum Antrieb der Turbinen. Grosse Höhenunterscheide zwischen Oberund Unterwasser hoher Druck. Mit wenig Wasser kann bereits viel Strom produziert werden (wegen Druck). Können je nach Bedarf innert weniger Minuten in Betrieb genommen und wieder abgestellt werden. Diese Regulierung ermöglicht es unsere Strombedürfnisse in Spitzenzeiten (während des Tages und im Winter) zu decken. Besteht aus folgende Anlageteilen: Stauanlage, Wasserfassungen, Druck-Stollen, Druckschacht, Wasserschloss zur Verhinderung von Druckstössen, Maschinenhaus mit Turbinen, Generatoren, Transformatoren und Schaltstation. Funktionsweise von Hochdruck-Speicherkraftwerken Durch eine Stauanlage wird Wasser zurückgehalten. Das Wasser fliesst durch die Druckleitung in das Maschinenhaus. Die Bewegungsenergie des abfließenden Wassers wird auf eine Turbine übertragen, wodurch diese in Drehbewegung versetzt wird. Bei der Pelton-Turbine (links) strömt das Wasser in einem Strahl mit sehr hoher Geschwindigkeit aus einer oder mehreren Düsen auf die Schaufeln des Turbine. Bei einer Fallhöhe von 1.000 Metern kann der Wasserstrahl dabei eine Geschwindigkeit von nahezu 500 km/h erreichen. Die Bewegung der Turbine wird wiederum direkt oder über ein Getriebe an den Generator weitergeleitet. Der Generator wandelt die mechanische Energie in elektrischen Strom um. Beispiele für Hochdruck-Speicherkraftwerke: 1. Speicherkraftwerk Grande-Dixence im Kanton Wallis (grösste hydroelektrische Anlage der Schweiz). Das Wasser kommt von insgesamt 35 Gletschern. Die Staumauer ist mit 285 Metern die höchste der Welt. 2. Kraftwerke Oberhasli AG (KWO) im Grimsel- und Sustengebiet des Kantons Bern. Quellen: www.poweron.ch, www.kwo.ch, www.ewb.ch, www.stromonline.ch