Wasserkraft
Kurzdarstellung
Potenzielle und kinetische Energie von Wasser werden mittels Wasserräder, Turbinen und weiteren Umwandlungen in Rotationsenergie und final in Strom umgewandelt. In den meisten Kraftwerken wird die kinetische Energie von Wasser genutzt, die auf Schaufeln gelenkt ihre Kraft auf die Welle übertragen. Je nach Anforderung werden die unterschiedlichen Kraftmaschinen eingesetzt. Laufwasserkrafträder werden in gemäßigten Fließgeschwindigkeiten eingesetzt. Oberschlächtige Wasserräder nutzen die die potenzielle Energie von Wasser. Turbinen finden ihr Einsetzungsgebiet bei großen Druckunterschieden zwischen Einlass und Auslass. Dieser Druck kann entweder durch eine Staumauer oder einem großen Höhenunterschied erreicht werden, der meist in Pumpspeicherkraftwerken genutzt wird.
Wasserkraft gilt als ausgereifte Technologie. Jedoch gibt es vereinzelt Neuentwicklungen von Flusskraftwerken (bspw. StECon). Kleinkraftwerke haben zudem ein gewisses Potenzial stillgelegte Mühlenteiche oder Kläranlagenausläufe nutzbar zu machen. Zudem gibt es Anbieter von schwimmenden Einheiten, die die Strömungsgeschwindigkeit von Flüssen in elektrische Energie umwandeln.
Die verbreisten Turbinen heißen Pelton-, Francis- und Kaplan-Turbine. Sie werden je nach Fallhöhe und Wassermenge eingesetzt. Für eine geringe Fallhöhe aber großen Wassermenge eignet sich bspw. die Kaplan-Turbine. Hingegen eigenen sich die Francis- und Pelton-Turbinen für große Fallhöhen. Ihre Dimensionierung wird dann von der Wassermenge abhängig gemacht.
Beispielhafte Investitionsrechnung
Die Investitionskosten bei Kleineren Anlagen liegen bei 5.000 bis 13.000 €/kW. Bei Reaktivierung von Anlagen können geringere Kosten anfallen. Die Kosten bei Großprojekten liegen je nach Standort zwischen 1000 €/kW und 4000 €/KW. Ein Wasserkraftanlage mit einer Leistung von 100 MW kostet somit 380 Mio. €. Die Abschreibung wird über 30 Jahre veranschlagt. Mit einer für Wasserkraft üblichen Volllaststundenzahl ergeben sich Stromgestehungskosten in Höhe von 0,019 €/kWh. Mit einem Kapitalverzinsung von 8 % ergibt sich ein Annuitätsfaktor von 0,0888 was zu spez. Kosten von 0,071 €/kWh führt.
