Kurs: Technik, Energie und Nachhaltigkeit | OnCourse UB

  • Lektion 5

    • Energieumwandlung


      Prinzip eines Generators: Ein elektrischer Generator (zu lateinisch generare ‚hervorholen', ‚erzeugen') ist eine elektrische Maschine, die Bewegungsenergie in elektrische Energie wandelt. Der Generator ist das Gegenstück zum Elektromotor, der elektrische Energie in Bewegungsenergie wandelt. Der Generator kann durch Wind-, Wasser oder Dampfturbinen angetrieben werden. Generatoren arbeiten nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion (Induktionsgesetz). Zur Induktion einer Spannung in einem Leiter kommt es, wenn der Leiter entweder in einem Magnetfeld bewegt wird oder der Leiter in einem veränderlichen Magnetfeld ruht. Es entsteht eine Wechselspannung und somit Wechselstrom. Beide Möglichkeiten für Induktionsvorgänge werden in unterschiedlichen Generatortypen angewendet.

      Wie funktioniert ein Generator?

      Im folgenden Video wird Ihnen das Prinzip eines Generators noch einmal erläutert:

      (Beachten Sie: Mit dem Abspielen des Links werden Sie auf YouTube weitergeleitet, Sie stimmen damit den Datennutzungen dieses Unternehmens zu. Die Nutzung des Links ist freiwillig.)


      Prinzip einer Wasser- oder Dampfturbine: Eine Turbine ist eine Maschine, die Energie von Dampf, Gas oder Wasser in mechanische Drehbewegung umsetzt. Ein Mühlrad ist die einfachste Form einer Turbine. Dampfturbinen z.B. nutzen die aus dem Verbrennungsraum austretende heiße Abluft, den Dampf. Das heiße Gas setzt die Turbinenschaufeln in Bewegung. Die Turbinenwelle treibt einen Generator an, der Strom erzeugt. Der abgearbeitete Dampf wird im Kondensator zu Wasser abgekühlt, das wieder in den Dampferzeuger zurück gepumpt wird. Die Dampfturbine besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse mit Leitschaufeln und einer schnell rotierenden Welle mit Turbinenschaufeln (Laufschaufeln). 

      Auch wenn mit der Abschaltung von Atom- und Kohlekraftwerken viele Dampferzeugungsprozesse wegfallen, werden auch in Zukunft Dampfturbinen in Gas- und Dampfkraftwerken, die mit erneuerbaren Gasen betrieben werden können, sowie in Müllheizkraftwerken und in Biomasseheizkraftwerken, zum Einsatz kommen.


      Wie funktioniert eine Turbine?

      Im folgenden Video wird Ihnen die Funktionsweise einer Turbine noch einmal genauer erläutert:

      (Beachten Sie: Mit dem Abspielen des Links werden Sie auf YouTube weitergeleitet, Sie stimmen damit den Datennutzungen dieses Unternehmens zu. Die Nutzung des Links ist freiwillig.)


    • Transformation von Strom
      Fließt Strom, wird aufgrund des sogenannten Ohm‘schen Widerstandes der Leitungen ein Teil der Energie der Elektronen in Wärme umgewandelt. Um die Wärmeverluste möglichst gering zu halten, reduziert man den Stromfluss – wodurch allerdings weniger elektrische Energie transportiert wird. Dieser Effekt lässt sich wiederum ausgleichen, indem man die Spannung des Stroms erhöht.
      Mit einem Transformator lässt sich einerseits Wechselstrom mit hoher Spannung erzeugen, der sich andererseits am Zielort wieder auf niedrigere Spannung heruntertransformieren lässt. Erst diese Technologie ermöglichte damals den Aufbau von Stromnetzen über immer größere Strecken.

      Prinzip eines Transformators: Das Funktionsprinzip von Transformatoren beruht auf der elektromagnetischen Induktion. Trafostationen kommen bei Übertragungsnetzen zum Einsatz. An der Primärseite (Eingangsseite) wird die Eingangsspannung angeschlossen. Er erzeugt ein sich wechselndes Magnetfeld. Dieses gelangt durch den Eisenkern zur Sekundärspule und erzeugt durch eine Induktion eine Sekundärspannung. Es kommt dann zu einem Sekundärstrom (Ausgangsspannung). Diese kann abhängig von der Windungszahl der Ausgangsspule größer oder kleiner sein als die Eingangsspannung.

Vorherige Lektion Nach oben Nächste Lektion