Wie holt man Strom aus dem Fluss?

Wenn wir an Wasserkraftwerke denken, fallen uns als erstes hohe Staudämme ein. Das Wasser aus den dahinter liegenden Seen wird über Rohre mit hoher Geschwindigkeit auf Turbinen geleitet, die sich drehen und dabei die Energie des Wassers in Strom umwandeln. Doch es gibt auch andere Methoden, die Wasserkraft zur Stromgewinnung zu nutzen: Mit Hilfe von Flussturbinen. Diese können fast unsichtbar in einen Fluss eingebaut werden.

Flussturbine

Flussturbinen nutzen die Strömung von Flüssen, um Strom zu erzeugen. Das ist eine vielversprechende Methode, um fortlaufend und direkt vor Ort die Elektrizität zu produzieren, die wir jeden Tag brauchen. Flussturbinen liefern erneuerbare Energie, ohne dass man dafür ein grosses, auffälliges Kraftwerk benötigt. Grafik: Noémie Frezel, CC-BY-NC-ND-Lizenz

Die Kraft von Gezeiten und Strömungen

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, natürliche Wasserströmungen zur Gewinnung von Elektrizität einzusetzen. Gezeitenkraftwerke nutzen die Kraft von Ebbe und Flut; sie produzieren viel Strom, sind aber auch schwierig zu unterhalten und können Fische und Fischer stören.

Eine neuere Entwicklung sind Flussturbinen. Sie sind kleiner und leichter und deshalb einfacher zu installieren und zu warten als Turbinen im Meer. Zudem sind sie beinahe unsichtbar, denn sie sind unter der Wasseroberfläche befestigt. Dadurch fallen zum Beispiel die Nachteile eines Staudamms weg, der einen grossen Eingriff in die Landschaft bedeutet und die Tier- und Pflanzenwelt durcheinanderbringt.

Allerdings produziert eine kleine Flussturbine längst nicht so viel Strom wie ein Gezeitenkraftwerk oder das Wasser aus einem Stausee. Dafür kann man in einem Wasserlauf mehrere Dutzend oder sogar Hunderte von Flussturbinen nacheinander installieren, damit die Stromproduktion an die Bedürfnisse anpassen und die Turbinen sogar verschieben, wenn man möchte.

Klein, aber effizient

Die Strömung des Wassers setzt die Rotorblätter der Flussturbine in Bewegung. Diese Bewegung wird von einem sogenannten Wechselstromerzeuger in elektrische Energie umgewandelt. Abhängig von der Stärke der Strömung liefert eine Flussturbine eine Leistung von 40–80 Kilowatt. Damit könnten zum Beispiel 1000 Leute gleichzeitig am Laptop arbeiten.

Funktionsweise einer Flussturbine

Eine Flussturbine nutzt die Kraft der Strömung, um Strom zu erzeugen. Die erste Grafik (1) zeigt die verschiedenen Teile der Flussturbine: einen unbeweglichen Teil namens Stator, auf dem die Kupferspulen befestigt sind, und einen beweglichen Teil, den Rotor. Auf dem Rotor sind Rotorblätter und Magnete befestigt. Die Kraft der Strömung drückt auf die Rotorblätter und setzt den Rotor in Bewegung (2). Dadurch entsteht ein sich veränderndes Magnetfeld zwischen den Magneten (die sich drehen) und den unbeweglichen Spulen, das wiederum einen elektrischen Strom erzeugt (3). Diese Elektrizität wird dann über Leitungen dorthin transportiert, wo sie gebraucht wird. Grafik: Noémie Frezel, CC-BY-NC-ND-Lizenz

Um noch mehr Elektrizität aus der Wasserkraft von Flüssen gewinnen zu können, werden verschiedene Formen von Flussturbinen entwickelt und getestet. Das Ziel ist, mit möglichst einfach gebauten Krafwerken durchgehend Wasserkraft aus Flüssen gewinnen zu können, und zwar ohne die Umwelt zu verschmutzen oder sichtbar zu beeinträchtigen.

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