Übung 3 Flashcards
Wasserkraft
Zur Erzeugung von Energie stehen folgende Energieträger zur Verfügung:
• regenerative Energieträger (z.B. Biomasse, Sonne, Wasser, Wind)
• fossile Brennstoffe (z.B. Braun- und Steinkohle, Erdgas und -öl)
• nukleare Energieträger z.B. Uran
Ohne die Errichtung von Wasserkraftwerken würde die potentielle Energie,
die ein Fluss beim Entspringen im Gebirge besitzt, durch Reibung, Turbulenz
und Wärme auf dem Weg zur Meeresmündung in Verlusthöhe umgewandelt,
die ungenutzt bliebe.
Vor- und Nachteile der Wasserkraft
Vorteile
• Energetische Nutzung des Wasserkreislaufes • kein CO2-Ausstoss • keine zu entsorgenden Abfallprodukte • hoher Wirkungsgrad (75% bis 90%) • hoher Erntefaktor (f = 57 bis 183) • lange Lebensdauer • ständige Verfügbarkeit • einfache und bewährte Technologie • niedrige Betriebskosten • Energiespeichermöglichkeit • Schnelles Anfahren und Abstellen • Mehrzwecknutzung • geringe Risiken
Vor- und Nachteile der Wasserkraft
Nachteile
• relativ hohe Investitionssummen • große Entfernungen zwischen Standort und Verbraucher • Durchflussschwankungen • Überstauung nutzbarer Flächen • Ökologie wird verändert • Soziologische Effekte • Störung des Geschiebehaushalts • Störung des Wasserhaushalts • Unterbrechung des Lebensraums für Wanderfische
Typen von Wasserkraftanlagen
Hochdruckanlagen (h > 50m)
Hierzu zählen Speicherkraftwerke wie Talsperrenkraftwerke und
Pumpspeicherkraftwerke.
Typen von Wasserkraftanlagen
Mitteldruckanlagen (15m < h < 50m)
Im Einsatz befinden sich sowohl Speicherkraftwerke wie Laufwasserkraftwerke.
Typen von Wasserkraftanlagen
Niederdruckanlagen (h < 15m)
Hierzu zählen Laufwasserkraftwerke wie Flusskraftwerke und Ausleitungskraftwerke.
Laufwasserkraftwerke
Abbildung
- Transformator
- Oberwasser
- Turbine
- Unterwasser
- Generator
- Maschinenhaus
Speicherkraftwerke
Abbildung
- Oberbecken
- Staumauer
- Druckschacht
- Krafthaus
- Generator
- Turbine
- Pumpe
- Unterbecken
Leistung
𝑃𝑇,𝑛𝑒𝑡𝑡𝑜 = 𝜌 ∗ 𝑔 ∗ 𝜂𝑇 ∗ 𝑄 ∗ ℎ𝑛𝑒𝑡𝑡o
P
Leistungsabgabe der Turbine [W]
Leistung
𝑃𝑇,𝑛𝑒𝑡𝑡𝑜 = 𝜌 ∗ 𝑔 ∗ 𝜂𝑇 ∗ 𝑄 ∗ ℎ𝑛𝑒𝑡𝑡o
p
Dichte des Wassers [kg/m³]
Leistung
𝑃𝑇,𝑛𝑒𝑡𝑡𝑜 = 𝜌 ∗ 𝑔 ∗ 𝜂𝑇 ∗ 𝑄 ∗ ℎ𝑛𝑒𝑡𝑡o
𝜂𝑇
Turbinenwirkungsgrad [-]
Leistung
𝑃𝑇,𝑛𝑒𝑡𝑡𝑜 = 𝜌 ∗ 𝑔 ∗ 𝜂𝑇 ∗ 𝑄 ∗ ℎ𝑛𝑒𝑡𝑡o
Q
Durchfluss [m³/s]
Leistung
𝑃𝑇,𝑛𝑒𝑡𝑡𝑜 = 𝜌 ∗ 𝑔 ∗ 𝜂𝑇 ∗ 𝑄 ∗ ℎ𝑛𝑒𝑡𝑡o
hNetto
Nettofallhöhe [m]
Leistung
𝑃𝑇,𝑛𝑒𝑡𝑡𝑜 = 𝜌 ∗ 𝑔 ∗ 𝜂𝑇 ∗ 𝑄 ∗ ℎ𝑛𝑒𝑡𝑡o
g
Erdbeschleunigung [m/s²]
Kraftwerksleistung
𝑃K,𝑛𝑒𝑡𝑡𝑜 = 𝜂𝐿 ∗ 𝜂𝐺𝑒 ∗ 𝜂𝐺 ∗ 𝜂𝑇𝑟 ∗ 𝑃𝑇,𝑛𝑒𝑡𝑡o
𝑃K,𝑛𝑒𝑡𝑡𝑜
