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Energie aus Wasserkraft - Реферат

Реферат на тему:

Energie aus Wasserkraft

Inhaltsverzeichnis:

Quellenverzeichnis Seite 2

Geschichte Seite 3

Wasserkraftwersarten Seite 3 -

Quellenverzeichnis

http://www.ipp.mpg.de/de/pr/publikationen/energieperspektiven/0302_stingray.jpg

http://members.magnet.at/alpha-channel/electro/lauf/aturb.htm

http://www.illwerke.at/Cache/010100C5.asp

http://www.udo-leuschner.de/basiswissen/SB107-03.htm

http://www.illwerke.at/Cache/010100C8.asp

Esslinger Zeitung Nr. 128 Seite 1

Vorteile:

Wir haben ein sehr groes Problem in dieser Welt, weil wir zu bestimmten Zeiten sehr viel Strom brauchen. Diese kann man aber nicht immer ausrechnen oder vorhersagen. Wir haben aber nicht sehr viele Stromspeicher, deshalb brauchen wir Kraftwerke mit denen wir jeder Zeit (eine andere Art von) Storm herstellen knnen. Das heit hier sind Wasserkraftwerke sehr ntzlich. Da man z.B. bei einem Pumpspeicherkraftwerk einen Stausee hat von dem man in Sekundenschnelle das Wasser ablassen kann, welches durch die Turbinen fliet die dann Strom erzeugen. Andere Kraftwerke wie Kernkraftwerke oder Windkraftwerke sind in ihrer Stromherstellung nicht so schnell zu beeinflussen, das Windkraftwerk knnen wir z.B. selbst gar nichts Steuern.

Durch die Stromproduktion aus Wasser schaden wir auch nicht der Umwelt, weil hier keine Abgase frei werden.

Nachteile:

Wir knnen diese Wasserwerke nur an bestimmten Stellen bauen da wir ein bestimmtes Geflle dafr bentigen, bzw. einen See, ausdem man das Wasser ablassen kann.

Was noch sehr gegen ein Wasserkraftwerk spricht ist, dass es sehr viel Platz in Anspruch nimmt.

Daten und Fakten:

Das grte Wasserwerk in Russland liefert in der Stunde 6 Gigawatt Strom. Diese Menge an Storm bruchte man fr 2 Fuballpltze die Zimmerhoch mit 100 Watt Birnen gelagert sind. Der grte Tidenhub von 21 Metern ist der Fundabay in Neubraunschweig. Der Grte Stausee betragt 250 Kubikkilometer, der Bodensee hat im vergleich gerade mal 48 Kubikkilometer. Fr den Bau eines Kraftwerkes mssen genaue Vorschriften eingehalten werden:

Geschichte:

Die Wissenschaftler schtzen, dass es schon vor ber 3000 Jahren Wasserrder gab, Sie wurden damals aber nur zur Bewsserung der Felder verwndet. Sie wrden frher nur einfach aus Holz gebaut und pumpten das Wasser auf eine Holzrinne, so konnte das Wasser fr die Felder schneller dort hin gebracht werden, wo es gebraucht wurde. Spter verwendeten auch die Mller Wasserrder um das Korn zu mahlen. Heute verwenden wir es zur Stromgewinnung. Wir produzieren von unserem Strom ca. 5% nur aus Wasserkraft.

Wasserkraftwerke:

Es gibt verschieden Arten von Wasserkraftwerken die alle ein wenig anders funktionieren es gibt z.B.

  • Laufwasserkraftwerk

  • Speicherkraftwerk

  • Pumpspeicherkraftwerk

  • Gezeitenkraftwerk

  • Gletscherkraftwerk

  • Wellenkraftwerk Schema eines Pumpspeicherkraftwerks

Das Laufwasserwerk ist die einfachste Art von Wasserkraftwerken. Es funktioniert nach der alten Art und Weise. Hierzu braucht man ein Gewsser und ein Wasserrad, dieses ist auf einem Lager gelagert und wird somit durch die Wassergeschwindigkeit angetrieben. Das Laufwasserwerk bringt stndig Strom in das Netz es Luft 24 Stunden am Tag immer im gleichen Betrieb. Der Nachteil von diesem Wasserwerk ist das man die Geschwindigkeit des Rades nicht regulieren kann. Dies sieht man z.B:

Das Speicherkraftwerk wird mit einem Stausee betrieben. Man unterscheidet hier zwischen Tages-, Monats-, Jahresspeicher. Diese Wasserwerke werden zu den Hauptverbrauchszeiten eingesetzt. Man kann hier selbst die Regulierung bernehmen und somit zu bestimmten Zeiten viel Energie gewinnen. Durch das Aufstauen kann man auch Hochwasser regulieren, Trinkwasser und Bewsserungswasser speichern. Das dies aber sehr viel Platz in Anspruch nimmt ist ein sehr groer Nachteil.

Das Pumpspeicherkraftwerk dient zur Haltung der Netzfrequenz, Stabilisierung des Netzes und als Reservewerk, wenn andere Kraftwerke ausfallen. In diesem Kraftwerk gibt es ein hher gelegenes Becken und ein niedrig gelegenes Becken. Am Tag wenn am meisten Strom verbraucht wird, wird das Wasser durch Turbinen und Generatoren nach unten in das niedrigere Becken gelassen. In der Nacht wird das Wasser mit dem billigen Nachtstrom wieder nach oben gepumpt. Hier dienen die Trubinen als Pumpen. Diese Art von Wasserkraftwerk gibt es z. B. in Luxenburg in dem Vianden Kraftwerk dies ist eins der grten Wasserwerke und kann jederzeit 1100 Megawatt Strom liefern. Wir haben auch in Deutschland ein solches Kraftwerk es liegt am Schluchtsee der sdstlich von Freiburg ist. Das Kosten/Nutzverhltnis stimmt bis jetzt nicht ber ein. Doch die Idee von "Werner und Siemens" wird weiterentwickelt um dieses Problem zu beheben oder wenigstens zu verringern.

Das Gezeitenkraftwerk nutzt die doppelte Kraft des Wassers aus. Das Wasser wird zweimal durch die Turbinen geleitet. Es wird das erste Mal gefllt wenn bei der Flut der Wasserspiegel steigt wenn bei Ebbe der Wasserspiegel wieder sinkt wird es ein zweites mal durch die Turbinen geleitet. So kann man bis 140 Megawatt Strom in der Stunde erzeugen. Das ganze lohnt sich aber nur bei groen Tiefenhben wie bei Saint Malo wo das Wasser 13.5 Meter fllt und somit durch 10 Turbinen geleitet werden kann, die in einer 750 Meter langen Staumauereingebaut sind.

Das Gletscherkraftwerk besteht aus einem Stausee, in dem man das Schmelzwasserstaut und Turbinen die dann die Generatoren in Betrieb setzten.

Das Wellenkraftwerk soll es sogar auch geben. Dies ist aber sehr kosten aufwendig und, schwer zu bauen, da man die Wellen und die Generatoren auf einer elektrischen Achse lagern mu da die Richtung der Wellen oft sehr schwankt.

Die Turbine:

Auch hier gibt es wie bei den Wasserkraftwerken verschiedene Arten.

  • Kaplan-Turbine

  • Freistrahl-Turbine

  • Francis-Turbine

  • Rohr-Turbine

Kaplan- Turbine

Die Kaplan-Turbine wurde 1913 vom sterreichischen Ingenieur Viktor Kaplan entwickelt. Sie eignet sich besonders fr Flsse, bei denen groe Wassermengen bei geringem Geflle zur Verfgung stehen. Vertikal eingebaute Kaplan-Turbinen werden in Flukraftwerken fr Fallhhen bis maximal 65 m eingesetzt.

Das Laufrad der Kaplan-Turbine ist einem Schiffspropeller hnlich. Durch dessen verstellbare Schaufeln strmen die Wassermassen und treiben die Turbine an.

Der Leitapparat der Kaplan-Turbine besteht aus jalousieartigen Lamellen. Er hat die Aufgabe, die einstrmenden Wassermassen so zu lenken, dass sie parallel zur Turbinenwelle auf die Schaufeln des Laufrades treffen.

Die Schaufeln werden mit Servomotoren gesteuert. Verstellbar sind sowohl die Schaufeln des Leitapparats als auch die Schaufeln des Laufrades. Sie werden den Schwankungen der Wasserfhrung und des Geflles angepasst. Je nach Einsatzbereich werden Kaplan-Turbinen mit drei bis sechs Laufradschaufeln gebaut.

Groe Kaplan-Turbinen sind vorwiegend vertikal eingebaut, so dass das Wasser von oben nach unten durchstrmt. Eine Kaplan-Turbine im Donaukraftwerk Aschach hat einen Laufraddurchmesser von 8,4 m und ein Gesamtgewicht von 1 300 Tonnen. Kaplan-Turbinen laufen uerst schnell und haben einen Wirkungsgrad bis zu 95 %.

Sonderform: TAT-Turbine

Bei kleineren Wasserkraftwerken (max. 10 MW) mit einer Fallhhe zwischen 2 und 24 m werden heute TAT-Turbinen (Tubular Axial Turbines) eingesetzt. Das sind kleinere Kaplan-Turbinen mit vorwiegend vertikaler Achse. Bei diesen Turbinen kann nur entweder das Laufrad oder das Leitrad reguliert werden.

Francis-Turbine

Historische Entwicklung

Die Francis-Turbine wurde 1849 von dem angloamerikanischen Ingenieur James B. Francis entwickelt. Dieses Prinzip geht eigentlich auf Benoit Fourneyron aus dem Jahre 1824 zurck. Er lie das Wasser innerhalb eines geschlossenen Systems zunchst durch die gekrmmten Schaufeln eines Leitwerks strmen, bevor es auf die Schaufeln des Laufrades trifft und diese in Bewegung setzt. Zum Unterschied von der Francis-Turbine war bei Fourneyron das Leitwerk im Inneren des Laufrades, und das Wasser musste radial nach auen flieen. Diese von Fourneyron entwickelte Turbine hatte bereits einen Wirkungsgrad von etwa 80%. Auch die Kaplan-Turbine arbeitet im wesentlichen nach diesem Prinzip.

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