Wasser

Aus Wasserkraft Strom zu erzeugen, ist besonders klimafreundlich und vermeidet CO2. Wasser ist eine erneuerbare Energiequelle, die nahezu unbegrenzt verfügbar ist.

Voll saubere Energie: Die Kraft des Wassers

Die Wasserkraft zu nutzen, hat in Wien Tradition. Schon früh erkannte man, wie viel Energie im fließenden Wasser steckt und machte sich das zu Nutze. So wurden bereits in den Jahren 1912 bis 1914 mehrere kleine Wasserkraftwerke in Wien gebaut.

Wasserkraftwerk Freudenau
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Mit dem Wasserkraftwerk Freudenau wurde im Jahr 1998 weltweit das erste große
Fluss-Kraftwerk in einer Millionenstadt eröffnet. Es leistet 172 Megawatt und kann damit rund die Hälfte aller privaten Wiener Haushalte mit Strom versorgen.
 

Reines Wasser, gute Luft, umweltfreundlicher Strom

Strom aus Wasser ist rundum sauber. Die erzeugte elektrische Energie ist zu 100 Prozent CO2-frei – ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz. Die Kraft des Wassers lässt sich nicht nur in großen Lauf- und Speicherkraftwerken nutzen, Wasserkraft ist auch im kleinen Rahmen sinnvoll. Wien Energie betreibt deshalb auch eine Reihe von kleinen und mittelgroßen Wasserkraftwerken im In- und Ausland. 

Alles dreht sich

Wasserkraftwerk Greifenstein
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Verbreitet sind zwei Arten von Wasserkraftanlagen: Laufwasserkraftwerke und Speicherkraftwerke. Bei beiden verwandelt eine Turbine die Energie des fließenden Wassers in Rotationsenergie. Diese Energie wird über eine Welle einem Generator zugeführt, der aus der Bewegungsenergie elektrischen Strom erzeugt.
 

Die Technik ähnelt der von Windrädern – mit dem Unterschied, dass diese die Energie des Windes nutzen.

Wasser – immer unter Druck

Es gibt Lauf- und Speicherkraftwerke. Wasserkraftwerke lassen sich aber auch nach der Fallhöhe des Wassers unterscheiden. Egal wie tief das Wasser fällt, bevor es auf die Turbine trifft – eines ist immer gleich: Das Wasser steht unter mehr oder weniger starkem Druck.

Kraftwerke, die laufen

Laufwasserkraftwerk Freudenau
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Laufwasserkraftwerke befinden sich an Flüssen. Sie besitzen keine oder nur unbedeutende Wasserspeicher. Ausgeführt sind sie als Flusskraftwerke (Niederdruck-Anlagen) oder als Ausleitungskraftwerke (Niederdruck-/Mitteldruck-/Hochdruck-Anlagen). 
 

Im Unterschied zu Flusskraftwerken wird bei Ausleitungskraftwerken Wasser in einen Kanal ausgeleitet. Von hier gelangt das Wasser über die Turbinen und wird danach wieder dem Fluss zugeführt.

Niederdruck-Anlagen

Diese Kraftwerke weisen nur geringe Fallhöhen auf (etwa 5 bis 20 Meter). Sie befinden sich meist im Mittellauf von Flüssen und verfügen daher über höhere Wassermengen als Mitteldruck- oder Hochdruck-Anlagen. Zudem besitzen sie in der Regel keine oder nur unbedeutende Speicher. Sie sind daher meistens Laufkraftwerke.

Mitteldruck-Anlagen

Zu Mitteldruck-Anlagen zählen Kraftwerke mit Fallhöhen bis 100 Meter. Sie werden an Flüssen und Bächen mit stärkerem Gefälle errichtet und nützen geringere Wassermengen als Niederdruck-Anlagen. Mitteldruck-Anlagen werden bei Laufkraftwerken (ohne Speicher) und Speicherkraftwerken (mit Energiespeicher) verwendet.

Hochdruck-Anlagen

Als Hochdruck-Anlage werden Kraftwerke mit einer Fallhöhe von mehr als 100 Meter bezeichnet. Sie kommen wie Mitteldruck-Anlagen an Flüssen und Bächen mit stärkerem Gefälle zum Einsatz und entfalten ihre Leistung durch den Aufbau von Druck. Sie können als Laufkraftwerke (ohne Speicher) oder als Speicherkraftwerke (mit Energiespeicher) errichtet werden.

Kraftwerke, die speichern

Speicherkraftwerke besitzen einen Wasserspeicher in Form eines Sees. Dieser Energiespeicher wird entweder von natürlichen Zuflüssen gespeist oder durch Pumpen befüllt (Pumpspeicher-Anlagen). Speicherkraftwerke decken Leistungsspitzen ab – also jene Zeiten, in denen besonders viel Strom gebraucht wird. Außerdem sind sie eine Reserve, wenn andere Anlagen ausfallen. Sie erzeugen aber nicht nur Strom, sie schützen auch vor Hochwasser und können für die Wasserversorgung verwendet werden. Speicherkraftwerke werden als Mitteldruck- oder Hochdruck-Anlage errichtet.

Turbinen: Wasserräder 2.0

Ihr Prinzip entspricht dem von Wasserrädern: Turbinen verwandeln die Energie des Wassers in eine mechanische Drehbewegung. Ihr Wirkungsgrad ist jedoch ungleich höher. Je nach Fallhöhe sind Kaplan-Turbinen, Francis-Turbinen oder Pelton-Turbinen die richtige Wahl.

Kaplan-Turbine

Auslaufturbine Kraftwerk Simmering
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Diese Turbinen werden bei Niederdruck-Anlagen verwendet, die geringe Fallhöhen (bis 30 Meter) und große Durchflussmengen aufweisen. Das Herzstück der Kaplan-Turbine bildet das Laufrad. Es ist fest mit der Generatorwelle verbunden und gleicht einem Schiffspropeller – mit dem Unterschied, dass die Flügel verstellbar sind.
 

Unterschiedlich große Wassermengen lassen sich dadurch bestmöglich nützen. Der Wirkungsgrad von Kaplan-Turbinen liegt zwischen 80 und 95 Prozent.

Francis-Turbine

Eingesetzt werden Francis-Turbinen in Mitteldruck- und Hochdruck-Anlagen mit Fallhöhen von bis zu 400 Meter. Dieser Turbinentyp verfügt über verstellbare Leitschaufeln. Dadurch können Drehzahl und Leistung der Turbine auch bei wechselnden Wasserständen gleich gehalten werden. Der Wirkungsgrad einer modernen Francis-Turbine liegt bei über 90 Prozent.

Pelton-Turbine

Diese auch Freistrahl-Turbinen genannten Turbinen kommen im Hochdruck-Bereich bei Fallhöhen zwischen 400 und 1800 Meter zum Einsatz. Durch die große Fallhöhe hat das Wasser einen enormen Druck. Es schießt mit sehr hoher Geschwindigkeit aus einer oder mehreren Düsen auf das Laufrad und bringt es so zum Drehen. Pelton-Turbinen können eine sehr hohe Drehzahl erreichen, bis zu 3000 Umdrehungen pro Minute sind möglich. Ihr Wirkungsgrad liegt zwischen 85 und 90 Prozent.