Kraftwerke

Autor:
Publikation:	16.6.2014
Herkunft:	Sonnentaler

Über das elektrische Versorgungsnetz werden Haushalte und Industrie mit elektrischer Energie versorgt. Dazu muss zunächst die in den verschiedenen Energieträgern enthaltene Energieform (die chemische Energie im Erdöl zum Beispiel, oder die Bewegungsenergie des Windes in Windkraftanlagen) in elektrische Energie umgewandelt werden. Dies geschieht in Kraftwerken. Es gibt viele unterschiedliche Arten von Kraftwerken, die auf unterschiedliche Energieträger und -formen zurückgreifen.

Energie aus fossilen Energieträgern
- Kohlekraftwerke (Braun- und Steinkohle)
- Gaskraftwerke
- Dieselgeneratoren
Kernenergie
- Kernkraftwerke
Regenerative Energien
- Windkraftanlagen
- Wasserkraftwerke
- Gezeiten- und Wellenkraftwerke
- Solarkraftwerke
- Biomassekraftwerk

Abb. 1: Solarwärmekraftwerk in Spanien
(Quelle: Koza1983, Wikimedia Commons, CC BY 3.0)

Was geschieht in einem Kraftwerk?

Die Aufgabe eines Kraftwerks ist es, Energie (chemische, potentielle, kinetische Energie usw.) in elektrische Energie umzuwandeln. Wie diese Umwandlung geschieht, hängt von der Energieform ab, die in elektrische Energie umgewandelt werden soll.

Beispiel Kohlekraftwerk

Bei einem Kohlekraftwerk wird die Energie in Form fossiler Energie in das Kraftwerk "hineingesteckt". Im Kraftwerk wird die Kohle verbrannt und die gewonnene Wärmeenergie einem Kessel zugeführt, in dem sich Dampf befindet. Durch die zugeführte Wärmeenergie erhöht sich der Druck des Dampfes (man spricht jetzt von innerer Energie). Der unter Druck stehende Dampf treibt eine Turbine an – die Energie wird damit in Bewegungsenergie umgewandelt. Die Turbine ist mit einem Generator verbunden, der die Bewegungsenergie (kinetische Energie) in elektrische Energie umwandelt.

Übertragung elektrischer Energie

Es gibt verschiedene Wege Energie zu transportieren. So werden fossile Energieträger wie Kohle oder Erdöl mit Zügen, Schiffen und Lastwagen transportiert. Eine (ökonomischerer) Transport von Erdöl und Erdgas erfolgt zusätzlich über weit verzweigte Pipeline-Systeme.
Für die Verteilung der Energie an die Haushalte gibt es auch wieder verschiedene Möglichkeiten. So wird das raffinierte Öl an Tankstellen angeboten oder als Heizöl mit Tankwagen bis vor die Haustür gefahren. Gas kann in Druckflaschen gekauft, aber auch über ein Verteilungsnetz am Hausanschluss entnommen werden.

Bei elektrischer Energie ist es ähnlich. Hochspannungsleitungen übertragen eine große Menge an Energie. Für den Transport wird die Spannung am Ausgang des Kraftwerks auf bis zu 400 000 Volt erhöht. Dadurch lassen sich Energieverluste minimieren und man kann dünnere Leitungen verwenden. Das rührt daher, dass die Leistung das Produkt aus Spannung und Strom ist (P = U I). Wenn die Spannung erhöht wird, benötigt man demzufolge einen geringeren Strom, um die gleiche Menge Energie in der gleichen Zeit zu transportieren.

Abb. 2: Hochspannungsmast
(Foto: Christian Taube, Quelle: Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0 DE)

Über ein Verteilungsnetz mit Hausanschlüssen wird die elektrische Energie an die einzelnen Verbraucher verteilt. Dazu wird die Spannung auf 230 Volt heruntertransformiert. Das ist notwendig, um die Gefahren, die von Hochspannung ausgehen, im Haus zu vermeiden.

Batterien liefern ebenfalls elektrische Energie. Was man kauft, ist allerdings zunächst chemische Energie. Erst durch das Schließen eines Stromkreises wird chemische in elektrische Energie umgewandelt.

Letzte Aktualisierung: 29.11.2023