Wasserkraft
Wasserkraft ist das Einfangen der Energie von bewegtem Wasser für einen nützlichen Zweck.
In den 1830er Jahren, auf dem Höhepunkt der Ära des Kanalbaus, wurde die Wasserkraft genutzt, um den Schiffsverkehr mit Hilfe von Eisenbahnen mit schräger Ebene steile Hügel hinauf und hinunter zu transportieren. Für die direkte mechanische Kraftübertragung mussten sich Industrien, die Wasserkraft nutzten, in der Nähe des Wasserfalls befinden. Zum Beispiel wurden in der letzten Hälfte des 19. Jahrhunderts viele Schrottmühlen in Saint Anthony Falls gebaut, um den 15 Meter hohen Wasserfall des Mississippi zu nutzen. Die Mühlen waren wichtig für das Wachstum von Minneapolis. Heute wird die Wasserkraft am meisten zur Stromerzeugung genutzt. Dies ermöglicht die Nutzung kostengünstiger Energie in großer Entfernung vom Wasserlauf.
Arten der Wasserkraft
Es gibt viele Formen der Wasserkraft:
- Wasserräder, die seit Hunderten von Jahren zum Antrieb von Mühlen und Maschinen verwendet werden
- Hydroelektrische Energie, ein Begriff, der normalerweise für hydroelektrische Staudämme reserviert ist.
- Gezeitenenergie, die die Energie der Gezeiten in horizontaler Richtung einfängt
- Gezeitenströmungskraft, die dasselbe tut, aber vertikal
- Wellenkraft, die die Energie in Wellen nutzt
Wasserkraft
Hauptartikel: Wasserkraft
Wasserkraft ist ein Mittel zur Erzeugung von Elektrizität ohne Verbrennung von Treibstoff. Die Wasserkraft liefert etwa 715.000 MWe oder 19% der weltweiten Elektrizität (16% im Jahr 2003). Große Staudämme sind noch in Planung. Abgesehen von einigen wenigen Ländern, in denen es reichlich Wasserkraft gibt, wird sie normalerweise zur Deckung des Spitzenlastbedarfs eingesetzt, da sie leicht zu stoppen und zu starten ist. Dennoch ist die Wasserkraft wahrscheinlich keine wichtige Option für die künftige Energieerzeugung in den entwickelten Ländern, da die meisten großen Standorte in diesen Ländern entweder bereits genutzt werden oder aus anderen Gründen, z.B. aus Umwelterwägungen, nicht zur Verfügung stehen.
Im Gegensatz zur Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt die Wasserkraft im Wesentlichen keine Kohlendioxid- oder andere schädliche Emissionen und trägt nicht wesentlich zur globalen Erwärmung durch CO2 bei.
Wasserkraft kann weitaus kostengünstiger sein als Elektrizität, die aus fossilen Brennstoffen oder Kernenergie erzeugt wird. Gebiete mit reichlich Wasserkraft ziehen die Industrie an. Umweltbedenken über die Auswirkungen von Stauseen können die Entwicklung wirtschaftlicher Wasserkraftquellen verhindern.
Gezeitenkraft
Die Nutzung der Gezeiten in einer Bucht oder einem Ästuar wurde in Frankreich (seit 1966), Kanada und Russland erreicht und könnte auch in anderen Gebieten mit einem großen Tidenhub erreicht werden. Das eingeschlossene Wasser dreht Turbinen, während es durch das Gezeitendamm in beide Richtungen abgelassen wird. Ein weiterer möglicher Fehler besteht darin, dass das System am effizientesten Strom in Stößen alle sechs Stunden (einmal bei jeder Flut) erzeugen würde. Dies schränkt die Nutzung der Gezeitenenergie ein.
Leistung des Gezeitenstroms
Gezeitenstromgeneratoren, eine relativ neue Technologie, ziehen Energie aus Strömungen, ähnlich wie Windgeneratoren. Die höhere Dichte des Wassers bedeutet, dass ein einziger Generator beträchtliche Energie liefern kann. Diese Technologie befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium und bedarf weiterer Forschung, bevor sie eine höhere Energiemenge erzeugen kann.
Aber mehrere Prototypen wurden im Vereinigten Königreich, in Frankreich und den USA getestet. Bereits 2003 wurde im Vereinigten Königreich eine Turbine mit einer Leistung von 300 kW getestet.
Die kanadische Firma Blue Energy hat Pläne für die Installation sehr großer Gezeitenstromgeräte, die in einem so genannten "Gezeitenzaun" an verschiedenen Orten auf der ganzen Welt montiert sind und auf einem Turbinendesign mit vertikaler Achse basieren.
Wellenkraft
Kraft aus der Wellenbewegung der Meeresoberfläche könnte viel mehr Energie erzeugen als die Gezeiten. Es ist getestet worden, dass es möglich ist, Energie aus Wellen zu erzeugen, insbesondere in Schottland in Großbritannien. Aber es gibt noch viele technische Probleme.
Ein Prototyp eines landgestützten Wellenkraftgenerators wird derzeit in Port Kembla in Australien gebaut und soll jährlich bis zu 500 MWh erzeugen. Die Wellenenergie wird von einem luftbetriebenen Generator eingefangen und in Elektrizität umgewandelt. Für Länder mit großen Küstenlinien und rauen Seebedingungen bietet die Energie der Wellen die Möglichkeit, Strom in Nutzvolumen zu erzeugen. Überschüssige Energie bei rauer See könnte zur Herstellung von Wasserstoff genutzt werden.
Hydraulische Turbine und elektrischer Generator.
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Fragen und Antworten
F: Was ist Wasserkraft?
A: Wasserkraft ist die Nutzung der Energie von bewegtem Wasser für einen nützlichen Zweck.
F: Wie wurde die Wasserkraft in den 1830er Jahren genutzt?
A: In den 1830er Jahren wurde die Wasserkraft genutzt, um Lastkähne mit Hilfe von Schrägseilbahnen steile Hügel hinauf und hinunter zu befördern.
F: Welche Industrien nutzten die Wasserkraft für die direkte mechanische Kraftübertragung?
A: Industrien, die Wasserkraft für die direkte mechanische Kraftübertragung nutzten, mussten sich in der Nähe des Wasserfalls befinden.
F: Wo wurden in der letzten Hälfte des 19. Jahrhunderts viele Schrotmühlen gebaut?
A: In der letzten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden an den Saint Anthony Falls viele Schrotmühlen gebaut, um das Gefälle des Mississippi von 15 Metern (50 Fuß) zu nutzen.
F: Warum waren die Mühlen, die an den Saint Anthony Falls gebaut wurden, wichtig für das Wachstum von Minneapolis?
A: Die Mühlen waren für das Wachstum von Minneapolis wichtig, weil sie die Wasserkraft nutzten, eine kostengünstige Form der Energie, die im Fluss leicht zugänglich war.
F: Wofür wird die Wasserkraft heute am meisten genutzt?
A: Die Wasserkraft wird heute hauptsächlich für die Stromerzeugung genutzt.
F: Was wird durch die Nutzung der Wasserkraft zur Stromerzeugung ermöglicht?
A: Die Nutzung der Wasserkraft für die Stromerzeugung ermöglicht die Nutzung kostengünstiger Energie in großer Entfernung vom Wasserlauf.
