Kraftwerk

Was ist ein Kraftwerk?

In einem Kraftwerk wird elektrischer Strom erzeugt. Je nachdem, mit welchem Rohstoff der Strom gewonnen wird, unterscheidet man verschiedene Arten wie Kohlekraftwerke, Atomkraftwerke, Wasser-, Solar- oder Windkraftwerke. Unterschieden wird bei Kraftwerken dabei, ob sie mit regenerativen oder fossilen Energieträgern, also Stoffen, betrieben werden. Regenerative Energieträger wie Sonne, Wasser oder Wind gehen nicht verloren und werden nicht weniger, fossile Rohstoffe wie Gas oder Kohle dagegen sind irgendwann alle. Mehr als ein Viertel der Stromerzeugung in Deutschland funktionierte 2014 mit regnerativen Energieträgern.

Eine weitere Unterscheidung von Kraftwerken ist die von Kraftwerken mit Turbinen (fast alle) und die ohne Turbinen (Photovoltaik-Anlagen). Turbinen haben eine Form wie eine Schaufel oder ein Löffel und können sich sehr schnell drehen. Wenn sie sich bewegen, treiben sie gleichzeitig Generatoren an, die die Bewegung in elektrischen Strom umwandeln. Das ist die Grundlage für fast alle Kraftwerke, egal ob Wasser oder Wasserdampf die Turbinen antreibt. Wasserdampf wird immer dann benutzt, wenn etwas verbrannt wird, zum Beispiel Kohle oder Wärme direkt genutzt wird, wie bei Kernkraft.

Es wird auch an vielen anderen Kraftwerksformen geforscht und gearbeitet, zum Beispiel an sogenannter Biomasse oder Geothermie. Es wird viel geforscht, weil elektrische Energie in vielen Lebensbereichen der Menschen sehr wichtig ist und die fossilen Rohstoffe nicht ewig anhalten.

Was für Kraftwerke gibt es?

In Gas- und Kohlekraftwerken wird Erdgas oder Kohle verbrannt. Dabei entsteht Wärme, mit der Wasserdampf erzeugt wird. Dieser Dampf treibt Turbinen an, die wiederum große Generatoren antreiben, die wie ein Dynamo Bewegung in elektrischen Strom umwandeln. Turbinen haben eine Form wie eine Schaufel oder ein Löffel und können sich sehr schnell drehen. Bei der Verbrennung entstehen aber auch viele Abgase, die die Umwelt schädigen. Deshalb versucht man heute, lieber andere Kraftwerke zu bauen. Je nachdem, wie das Kraftwerk gebaut ist, geht auch viel Wärme verlohren, statt für die Stromerzeugung genutzt zu werden. Nachdem der Generator die Bewegung in elektrischen Strom umgewandelt hat, gibt es einen Transformator, der im Kraftwerk die elektrische Spannung regelt und für den Transport vorbereitet.

In Atomkraftwerken werden Atomkerne gespalten. Auch dabei entsteht viel Wärme, die in Wasserdampf und schließlich in Strom umgewandelt wird. Atomkraftwerke produzieren kaum Abgase, dafür aber viel radioaktiven Müll, der noch sehr lange Zeit gefährliche Strahlen aussendet, so dass die Lagerung ein Problem ist. Bei Unfällen kann Radioaktivität austreten und die Umwelt verstrahlen, wie das 1986 in Tschernobyl und 2011 in Fukushima passiert ist. Deshalb sind viele Menschen gegen Atomkraftwerke. Außerdem ist die Lagerung von Atommüll nicht geklärt. In Deutschland werden alle Atomkraftwerke nach und nach stillgelegt.

Wasserkraftwerke nutzen die Kraft des fließenden Wassers, um Strom zu erzeugen. Flüsse werden mit großen Mauern aufgestaut und das Wasser durch enge Rohre geleitet, damit ein großer Wasserdruck entsteht. Das Wasser treibt Turbinen an, die wie im Kohlekraftwerk wieder Generatoren antreiben. Wasserkraftwerke machen keine Abgase und keinen radioaktiven Müll, aber die Staudämme zerstören oft den Lebensraum vieler Fische und anderer Tiere. Für manche Stauseen mussten ganze Dörfer und Städte abgerissen und anderswo wieder aufgebaut werden. Es gibt aber auch sehr kleine Wasserkraftwerke, die den Strom für ein Haus oder ein kleines Dorf liefern. Dies ist besonders in Gegenden praktisch, wo die Entfernungen sehr weit sind.

Windkraftanlagen oder Windräder funktionieren ganz ähnlich wie Wasserkraftwerke, nur dass der Wind genutzt wird, um Turbinen anzutreiben. Vorteil ist, dass sie einfacher dezentral, also an verschiedenen Orten, wo der Strom auch gebraucht wird, aufgebaut werden können. Sie können auch in den Wind gedreht werden oder tun dies über Steuerungssysteme selbstständig. Auf der anderen Seite können Probleme durch Windkraftanlagen für Vögel entstehen.

Solarzellen oder Photovoltaik-Anlagen nutzen die Sonnenstrahlung, um elektrische Energie zu erzeugen. Zur Herstellung solcher Zellen braucht man bestimmte chemische Stoffe, so dass es immer noch ziemlich teuer ist, sie in großen Mengen herzustellen. Solarzellen werden auch häufig direkt zum Erwärmen von Wasser eingesetzt und haben im Gegensatz zu den meisten anderen Kraftwerkstypen keine Turbinen und keine Generatoren.