Wasserkraft ist Energie, die aus der Bewegung von Wasser gewonnen wird. Diese Bewegung ist Teil des Wasserkreislaufs der Erde, der die kontinuierliche Zirkulation von Wasser durch den Boden, die Ozeane und die Atmosphäre darstellt. Die Energiemenge, die sich bewegendes Wasser liefert, hängt vom Bewegungsvolumen und seiner Geschwindigkeit ab. Wasser ist einer der ältesten Energieträger. Antike Zivilisationen nutzten Wasserkraft zur Bewässerung und als Mahlwerk für Getreide. In der Neuzeit liefert Wasserkraft 20 Prozent der weltweit erneuerbaren Energie.
Wasserrad
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Wasserräder waren vor über 4.000 Jahren bis ins 19. Jahrhundert die häufigste Form der Wasserkraft. Sie wandeln die Energie des fließenden Wassers in eine Drehbewegung um. Diese Bewegung trieb dann die Bewegung von Steinen und Hebeln an, um Getreide, mineralisches Erz und Schnittholz zu mahlen. Das Rad lag horizontal oder vertikal in fließendem Wasser, wie einem Fluss oder Bach. Der Wasserfluss zwang das Rad zu einer Bewegung, als es auf Paddel traf, die am äußeren Rahmen des Rads befestigt waren. Die Wasserkraft nahm zu, wenn sie durch enge Kanäle oder Düsen floss.
Turbinen
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Wasserturbinen sind eine Weiterentwicklung des Wasserrades und Vorläufer der modernen Stromerzeugung. Anstatt auf ein feststehendes Paddel auf einem Rad zu treffen, aktiviert der Wasserstrom einen sich drehenden Rotor, der Hunderte von Blättern haben kann. Eine Welle, an der der Rotor befestigt ist, ist mit einem Turbogenerator verbunden, der ein riesiger Magnet mit einem gewickelten Draht darin ist. Beim Drehen der Welle wird in der Turbine ein elektrischer Strom erzeugt.
Dämme
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Staudämme stauen große Wassermengen, die aus Flüssen fließen, und bilden einen Stausee hinter einer Stützmauer. Eine Druckleitung ist das Rohr oder Schleusentor, das vom Boden des Reservoirs durch den Damm zu einer Wasserturbine führt. Wasser aus dem Stausee fließt mit hohem Druck vom Stausee zur Turbine und erzeugt Strom. Der Drei-Schluchten-Staudamm am Jangtse in China ist die weltweit größte Wasserkraftanlage, in der 32 Turbinen durch Wasserströme angetrieben werden.
Pumpspeicher
Wasserkraftwerksbetreiber können mit Pumpspeicherverfahren Energie in Zeiten geringer Kundenstromnachfrage speichern und in Spitzenlastzeiten wieder abgeben. In Zeiten geringer Nachfrage wird Wasser, das bereits durch Turbinen geflossen ist, in einen separaten Speicher oberhalb der Turbinen zurückgepumpt. Dieses Wasser fließt in Spitzenlastzeiten durch die Turbinen zurück. Das System bietet einen schnellen Start für zusätzliche Stromerzeugung.
