Kurs: Technik, Energie und Nachhaltigkeit | OnCourse UB

  • Lektion 2

    • Historie der Wasserkraft

      Die Geschichte des Wasserrades richtet den Blick rund 3.500 Jahre zurück auf die sogenannten Schöpfräder in Mesopotamien. Ähnlich wie bei der Windkraft ging es hier zunächst nur um die Übertragung der Energie aus dem Fließwasser in den mechanischen Antrieb für verschiedene Zwecke.
      Ein Wasserrad, oft auch Mühlrad genannt, ist ein Rad, das durch Wasserkraft in Rotation versetzt wird. Hierbei wird die potenzielle und kinetische Energie des Wassers genutzt, um Wassermühlen oder Wasserschöpfwerke aller Art anzutreiben.

      Heute erinnern Gebäudenamen oft an die damaligen Papiermühlen, Getreide- und Ölmühlen und Hammerschmieden.


      Die erste Papiermühle im deutschen Sprachraum wurde 1390 von dem Nürnberger Handelsherrn Ulman Stromer in Betrieb genommen. Im 16. Jahrhundert war durch den gestiegenen Papierverbrauch für die Buchdruckerei der Bau von Papiermühlen eine beliebte Kapitalanlage reicher Kaufleute. Als Ausgangsmaterial für die Papierherstellung dienten in Europa Lumpen aus Baumwolle, Hanf, Flachs und Leinen, die von Lumpensammlern angeliefert wurden. Die mechanische Stampfkraft der Wassermühle kam dann zum Zerstoßen der Lumpen zum Einsatz.

      Dezentrale historische Wassermühlen hatten in Deutschland im Norden wie im Süden eine zentrale Bedeutung. Lediglich bei den heutigen Laufwasserkraftwerken, also dem Wasserkraftpotential an größeren Flussläufen, ist geografisch bedingt das Potential im Süden Deutschlands höher. Die Flussmühlen hatten unterschiedliche Bauformen als Ufermühlen, Brückenmühlen oder Schiffsmühlen.


      Von der Mühle zur Turbine
    • 1866 erfindet Werner von Siemens den dynamoelektrischen Generator (auch elektrodynamisch genannt) und legte damit den Grundstein für die Stromerzeugung heutiger Großgeneratoren.

      Der elektrische Generator nutzt die elektromagnetische Induktion, um die mechanische Energie einer Drehbewegung (durch Wind, Wasser oder Dampfturbinen erzeugt) in eine elektrische Energie zu wandeln. Aufgebaut ist der elektrische Generator aus einem Stator (Magnet) und einem Rotor (Spule). Die elektrische Spannung entsteht durch ein sich veränderndes Magnetfeld einer gedrehten Spule mit einem Eisenkern.
      Anschaulich wird dieses Prinzip am Beispiel eines Fahrraddynamos. Das sich drehende Reibrad des Dynamos am Fahrradreifen dreht den Magneten im Dynamo. Dabei wird der Eisenkern unterschiedlich magnetisiert und das Magnetfeld in der Spule ändert sich. Das veränderte Magnetfeld erzeugt eine Induktionsspannung, die durch den Anschluss von Plus- und Minuspol in die Beleuchtung des Fahrrades geleitet wird.

      Das erste Wasserkraftwerk

      Auf Basis dieser frühen Entwicklung eines großtechnischen Generators wurde 1880 das erste stromerzeugende Wasserkraftwerk in Northumberland in Großbritannien gebaut. 10 Jahre später ging 1890 in Deutschland in Bad Reichenhall das erste Wasserkraftwerk mit Stromerzeugung in Betrieb. 1895 folgte die Eröffnung des ersten internationalen Großkraftwerkes bei den Niagarafällen in den USA mit der Erzeugung von Wechselstrom (vgl.: Giesicke, Mosonyi 2009).

      Mit dem Aufkommen neuer und billigerer Energieträger wie Öl und Kernkraft begann die Bedeutung der Wasserkraft für die Stromerzeugung ab den 1960er Jahren zu schwinden, ein regelrechtes Anlagensterben, vor allem in kleinen Laufwässern, setzte ein.

      Wasserkraft kann direkt aus bewegtem Wasser (Laufwasser, Wellen, Gezeiten, Strömung) oder aus einem angestauten See bzw. Pumpspeicher gewonnen werden, die letztgenannten Kraftwerke werden auch als Pumpspeicherkraftwerke bezeichnet und werden den Energiespeichern zugerechnet.

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