Wasserkraft ist die Umwandlung natürlicher Wasserenergie in elektrische Energie mithilfe technischer Maßnahmen. Sie ist die grundlegendste Form der Wassernutzung. Zu ihren Vorteilen zählen der Verzicht auf Brennstoffe, die Umweltverträglichkeit, die kontinuierliche Erneuerung der Wasserenergie durch Niederschläge, die einfache mechanische und elektrische Ausrüstung sowie der flexible und bequeme Betrieb. Allerdings sind die Investitionskosten in der Regel hoch, die Bauzeit lang und es kann zu Überschwemmungsschäden kommen. Wasserkraft wird häufig mit Hochwasserschutz, Bewässerung, Schifffahrt usw. kombiniert, um eine umfassende Nutzung zu gewährleisten.
Es gibt drei Arten der Wasserkrafterzeugung:
1. Konventionelle Wasserkraft
Das heißt, Staudamm-Wasserkraft, auch bekannt als Speicherkraftwerk. Ein Speicherbecken entsteht durch das Aufstauen von Wasser in einem Damm. Seine maximale Leistung wird durch die Differenz zwischen dem Speichervolumen, der Position des Wasserauslasses und der Höhe des Wasserspiegels bestimmt. Diese Höhendifferenz wird als Fallhöhe bezeichnet, und die potenzielle Energie des Wassers ist proportional zur Fallhöhe.
2. Laufwasserkraftwerke (ROR)
Das heißt, Laufwasserkraftwerke, auch bekannt als Bachwasserkraftwerke, sind eine Form der Wasserkraft, die Wasserkraft nutzt, aber nur geringe Wassermengen benötigt oder keine großen Wasserspeicher zur Stromerzeugung benötigt. Bachwasserkraftwerke benötigen fast keine Wasserspeicher oder nur sehr kleine Speicheranlagen, die als Ausgleichsbecken oder Vorbecken bezeichnet werden. Aufgrund des Fehlens großer Wasserspeicher reagiert die Stromerzeugung aus Bachwasserkraftwerken sehr empfindlich auf saisonale Schwankungen des Wasserverbrauchs. Daher gelten Bachwasserkraftwerke üblicherweise als intermittierende Energiequellen. Sollte im Kraftwerk Chuanliu ein Ausgleichsbecken gebaut werden, das den Wasserdurchfluss jederzeit regulieren kann, könnte es als Spitzenlastkraftwerk oder Grundlastkraftwerk eingesetzt werden.
3. Gezeitenkraft
Die Gezeitenkraftnutzung basiert auf dem durch die Gezeiten verursachten Anstieg und Fall des Meeresspiegels. Üblicherweise werden Speicherbecken zur Stromspeicherung gebaut, es gibt aber auch die Möglichkeit, die durch die Gezeiten erzeugte Wasserströmung direkt zur Stromerzeugung zu nutzen. Weltweit gibt es nur wenige Orte, die sich für die Gezeitenkraftnutzung eignen, doch acht davon in Großbritannien haben schätzungsweise das Potenzial, 20 % des nationalen Strombedarfs zu decken.
Die drei Hauptarten der Wasserkrafterzeugung sind konventionelle Wasserkraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke. Letztere nutzen in der Regel überschüssigen Strom im Stromnetz (z. B. während der Hochwasserzeit, an Feiertagen oder in der zweiten Nachthälfte bei geringem Stromverbrauch). Das Wasser aus dem unteren Speicherbecken wird in das obere Speicherbecken gepumpt und dort gespeichert. Bei Lastspitzen wird das Wasser aus dem oberen Speicherbecken abgesenkt, und die Turbine treibt den Stromfluss an. Pumpspeicherkraftwerke gleichen somit sowohl Lastspitzen aus als auch Lasttäler und sind daher ideal zur Spitzenlastabdeckung geeignet. Darüber hinaus können sie Frequenz, Phase und Spannung regeln und als Reservekraftwerk dienen. Dies trägt wesentlich zum sicheren und zuverlässigen Betrieb des Stromnetzes und zur Wirtschaftlichkeit des Systems bei.
Das Pumpspeicherkraftwerk selbst erzeugt keinen Strom, sondern trägt zur Koordinierung des Spannungsverhältnisses zwischen Stromerzeugung und -versorgung im Stromnetz bei. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Spitzenlastregelung während kurzfristiger Lastspitzen. Durch die schnellen Anfahr- und Leistungsänderungen kann es die Versorgungssicherheit des Stromnetzes gewährleisten und die Stromqualität verbessern. Es wird derzeit nicht als Wasserkraft, sondern als Stromspeicher klassifiziert.
Weltweit sind derzeit 193 Wasserkraftwerke mit einer installierten Leistung von über 1.000 MW in Betrieb, 21 weitere befinden sich im Bau. Davon entfallen 55 auf China, womit das Land weltweit an erster Stelle steht. Weitere 50 dieser Kraftwerke sind in Betrieb, 5 befinden sich im Bau.
Veröffentlichungsdatum: 14. September 2022
