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4. Wie funktioniert ein Kraftwerk?

Wir Menschen nutzen den größten Teil der Energieträger heute, indem wir sie verbrennen. Die entstehende Wärme können wir direkt nutzen, beispielsweise als Heizung. Wir können die Wärme jedoch auch in Kraft umwandeln. Damit treiben wir unsere Autos an, Fabriken oder Kraftwerke, die Strom produzieren.

Generator (links) und Windturbine (rechts)


Links: Unter Dampf - Generator im Braunkohlekraftwerk Garzweile, Bildquelle: © Klaus Dosch / www.pixelio.de
Rechts: Der Wind treibt die Rotorblätter mit dem angeschlossenen Generator einer Windkraftanlage an, Bildquelle: © Paul-Georg Meister / pixelio.de

In den meisten Kraftwerken werden Turbinenschaufeln mit Hilfe von Wasserdampf oder heißem Gas zum Rotieren gebracht. Diese Turbinen sind mit einem Generator verbunden, der durch die Drehbewegung über Spulen in einem Magneten Strom erzeugt. So funktionieren Kohlekraftwerke, Gaskraftwerke und Atomkraftwerke. Auch mit erneuerbaren Energien lassen sich Turbinen antreiben und in einem Generator Strom erzeugen: mit Wasserkraft, Windkraft, Biomasse, Erdwärme und Sonnenwärme.

Funktionsschema eines Pumpspeicherkraftwerks: überschüssige Energie erst später nutzen

Bildquelle: Wasserspeicherkraftwerk Nethe, Trianel

Turbinen lassen sich auch nutzen, um überschüssigen Strom zu speichern. Mit Hilfe des Stroms wird Wasser in Pumpspeicherkraftwerken einen Berg hochgepumpt. Wenn die Energie später benötigt wird, treibt das hinabfließende Wasser Turbinen an.

Mit der Erfindung von Solarzellen Mitte des 20. Jahrhunderts kam die Technik der Photovoltaik ins Spiel. Sie nutzt Sonnenlicht direkt zur Stromerzeugung. Trifft Sonnenlicht auf Solarzellen, werden Elektronen freigesetzt, die dann als Strom abfließen. Die meisten Solarzellen bestehen heute aus Silizium, einem der häufigsten Elemente der Erdkruste. Die Photovoltaik kommt der natürlichen Energieerzeugung der Pflanzen – der Photosynthese – am nächsten. Schon heute arbeiten Forscher daran, Solarzellen aus organischen Materialen zu entwickeln. Dann könnten in Zukunft Solarzellen gebaut werden, die man nach Gebrauch kompostieren kann! Energieerzeugung ganz ohne Abfall und Emissionen scheint also möglich. Spannend, was die Zukunft noch bringt!

 

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