Was ist ein Wasserkraftwerk?

Ein Wasserkraftwerk ist ein Kraftwerk, das die Energie fallenden oder fließenden Wassers über eine Turbine und einen Generator in elektrische Energie umwandelt. Das Wasser fließt von einem höheren auf ein niedrigeres Niveau, treibt dabei die Turbine an, und der Generator auf derselben Welle erzeugt Strom. Wasserkraft ist eine erneuerbare Energiequelle ohne Verbrennung.

Wie viel Leistung liefert Wasserkraft?

Die Leistung hängt von der Durchflussmenge und der Fallhöhe ab:

P = ρ × g × Q × H × η

ρ = Dichte von Wasser (etwa 1.000 kg/m³)
g = Erdbeschleunigung (9,81 m/s²)
Q = Durchfluss in m³/s
H = Fallhöhe in Metern
η = Wirkungsgrad von Turbine und Generator zusammen

Rechenbeispiel: Bei 1 m³/s, 5 Metern Fallhöhe und einem Wirkungsgrad von 0,85 ergibt sich 1.000 × 9,81 × 1 × 5 × 0,85 ≈ 42 kW. Das zeigt, warum Gebirgsregionen mit großen Fallhöhen so viel mehr Wasserkraft nutzen können als das Flachland.

Bauarten

Speicherkraftwerk (Hochdruck): ein Stausee hinter einer Talsperre liefert große Fallhöhe.
Laufwasserkraftwerk (Niederdruck): an einem Wehr im Fluss, mit geringer Fallhöhe, aber großem Durchfluss.
Pumpspeicherkraftwerk: pumpt Wasser bei Stromüberschuss nach oben und lässt es bei Bedarf zurückfließen; vor allem ein Energiespeicher.
Gezeiten- und Strömungskraftwerke: nutzen Tidenhub oder Strömung ohne klassisches Wehr.

Ökologie

Ein zentrales Thema ist die Durchgängigkeit für Fische. Moderne Anlagen erhalten fischfreundliche Turbinen, Fischaufstiegsanlagen und Schutzrechen.

Kleinwasserkraft

Eine eigene Mühle oder Mikroturbine am Bach klingt reizvoll, bei geringer Fallhöhe ist der Ertrag aber klein, wie das Rechenbeispiel zeigt. Eingriffe in ein Gewässer brauchen zudem eine wasserrechtliche Genehmigung der zuständigen Behörde.