Natur und Technik für den Pflichtschulabschluss: Kraftwerke

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Ein Kraftwerk ist eine technische Anlage zur Stromerzeugung. Einfacher gesagt: Ein Kraftwerk ist der Ort, wo elektrischer Strom produziert wird. Es gibt Windkraftanlagen, Wasserkraftwerke, Verbrennungskraftwerke, Atomkraftwerke, Solaranlagen … Fast bei allen Kraftwerken wird mechanische Energie (also die Energie der Bewegung) mit Hilfe von Turbinen und Generatoren in elektrische Energie umgewandelt. Ausnahme: die Solarzellen (Photovoltaik).

Kraftwerkstypen
Funktionsprinzip Wasserkraftwerk
Wasserturbine mit Generator

In Windkraftanlagen und Wasserkraftwerken wird die mechanische Energie (also die Energie der Bewegung) des Windes direkt an den Generatoren und des Wassers direkt an die Turbinen weitergeleitet. Der Wind bzw. das Wasser setzt die Generatoren direkt in Drehung.

In den Verbrennungskraftwerken wird zunächst chemische Energie (Energie gespeichert in chemischen Verbindungen) in thermische Energie (also Wärme) umgewandelt: Vor allem Erdöl und Kohle werden verbrannt und dadurch wird Wasser erhitzt. Danach verdampft das Wasser und dadurch entsteht hoher Druck, der die Turbinen und dadurch auch die Generatoren in Drehung setzt. Das funktioniert wie ein Schnellkochtopf. Wenn der Druck hoch ist, wird Dampf aus dem Ventil ausgelassen. Dadurch setzt sich das Ventil in Drehbewegung. Genauso werden die Turbinen in Drehung gesetzt.

In den Kernenergiekraftwerken (Atomkraftwerken) wird Kernenergie (Atomenergie) in Wärmeenergie (thermische Energie) umgewandelt. Wasser wird wieder erhitzt. Danach verdampft das Wasser und dadurch entsteht hoher Druck, der die Turbinen und dadurch auch die Generatoren in Drehung setzt (wie in den Verbrennungskraftwerken). In all diesen Fällen wird mit Hilfe von Generatoren die Bewegungsenergie zur elektrischen Energie umgewandelt. Was ein Generator ist, werden wir gleich erfahren. In den Solarzellen wird die Lichtenergie der Sonne direkt mit Hilfe von Halbleitern in elektrische Energie umgewandelt.

Funktionsprinzip Verbrennungskraftwerk