Wasserkraftwerke

Laufwasserkraftwerke nutzen die Fließbewegung von Flüssen. Sie werden bevorzugt an Flüssen mit einer hohen Fließgeschwindigkeit und einem großen Wasserdurchfluss gebaut.
Mit Hilfe eines Staudamms wird Wasser in einem Stauraum zurückgehalten. Sobald das Wasser von dort abfließt, kann die durch Bewegung entstandene Energie auf eine Turbine übertragen werden. Die Turbine wiederum leitet die Energie an einen Generator weiter, wo schließlich mechanische Energie in elektrischen Strom umgewandelt wird.

Laufwasserkraftwerke sind der einfachste Typ eines Wasserkraftwerks. Sie liefern 24 Stunden am Tag Strom, sind allerdings nicht regulierbar. Der von ihnen erzeugte Strom wird deshalb für die Grundlast verwendet, also die Menge an Strom, die täglich auf jeden Fall bereit gestellt werden muss.

Gezeitenkraftwerke werden seit gut fünfzig Jahren in Meeresarmen oder Meerengen gebaut und funktionieren im Prinzip wie Laufwasserkraftwerke. Allerdings nutzen sie die Bewegung von Meerwasser bei Ebbe und Flut aus. Die Turbine kann bei Flut in die eine Richtung, bei Ebbe in die andere Richtung betrieben werden. Eben diese Turbinen nutzen die potentielle Energie der Strömung, die wiederum über Generatoren in nutzbare Energie umgewandelt wird. Je stärker der Tidenhub, also der Unterschied zwischen Ebbe und Flut ist, desto mehr Strom kann erzeugt werden.

Speicherkraftwerke arbeiten damit, dass Wasser in einem See oder Becken gestaut und kontrolliert durch Röhren nach unten ins eigentliche Kraftwerk geleitet wird. Sie haben üblicherweise eine höhere Leistung als Laufwasserkraftwerke und lassen sich vor allem gut regulieren.
Besteht Strombedarf, werden die Röhren für das fließende Wasser geöffnet, das nun auf die Turbinen trifft. Durch den Wasserdruck werden die Turbinen angetrieben und potientielle Energie übertragen. Dadurch kann wiederum der Generator in Betrieb genommen werden und elektrischen Strom erzeugen. Anschließend wird das Wasser in einen niedriger gelegenen See gelassen. Die erzeugte Energie wird eingesetzt, wenn erhöhter Energiebedarf besteht. Die Stauseen können zusätzlich zum Regulieren von Hochwasser genutzt werden.

Pumpspeicherkraftwerke sind eine erweiterte Form der Speicherkraftwerke. Sie dienen ebenfalls zur Stromerzeugung in Zeiten hohen Strombedarfs. Wenn durch die Wassermassen mehr Strom erzeugt wird als abgenommen wird, wird das Wasser aus dem niedriger gelegenen See wieder nach oben gepumpt. So kann es bei Bedarf erneut durch die Turbine geleitet werden. Die gewonnene elektrische Energie geht nicht verloren, sondern wird zurückverwandelt in kinetische Energie.

Wellenkraftwerke sind kleine Kraftwerke auf dem Meer. Sie nutzen die Energie der ständig strömenden Wellen. Wellenkraftwerke sind noch in der Erprobungsphase, deshalb werden verschiedene Möglichkeiten getestet, wie die kinetische Energie genutzt werden kann. Bei der unten skizzierten Version fließt die Welle durch eine hydraulische Kammer. Das Wasser drückt die Luft nach oben; beim Abfließen strömt neue Luft in die Kammer. Diese sich verändernde Luftsäule treibt eine Turbine an, die wiederum den Generator in Drehung versetzt.