Wasserkraft
Wasserkraft versteht man heute als Energie-Quelle, die nie versiegt. Durch den Wasserkreislauf kommt es immer wieder zu Niederschlägen, die sich später in Flüssen sammeln. Die Energie hat das Wasser wegen der Schwerkraft, denn es fließt normalerweise von oben nach unten. Dies macht sich der Mensch zu Nutze, früher durch Wasserräder, heute durch moderne Kraftwerke.
Heute nutzt man die Wasserkraft vor allem um Elektrizität zu erzeugen. Weltweit wird etwa ein Sechstel des elektrischen Stroms mit Wasserkraft erzeugt. Dieser Strom ist ziemlich billig zu haben, wenn man bedenkt, dass ein Wasserkraftwerk über hundert Jahre lang in Betrieb sein kann. Zudem entsteht kein Kohlendioxid, wenn die Anlage einmal erstellt ist. Wasserkraft ist also ein sehr gutes Mittel gegen den Klimawandel.
Man unterscheidet zwei Arten von Wasserkraft-Anlagen: Bei einem Flusskraftwerk fließt viel Wasser, aber die Fallhöhe ist gering. Die Schaufelräder in den Turbinen sind sehr groß. Die Anlage liefert den Strom rund um die Uhr und man kann die Menge kaum steuern.
Bei einem Speicherkraftwerk in den Bergen schießt das Wasser durch Rohre ins Tal. Die Fallhöhe kann hier mehrere hundert Meter betragen. Dafür braucht es eine andere Art von Turbinen mit kleinen Schaufeln. Der große Vorteil solcher Anlagen ist, dass man sie regeln kann. Ist zu viel Strom vorhanden, spart man das Wasser im Stausee. Man kann mit überschüssigem Strom sogar Wasser in den Stausee hinauf pumpen. Bei Bedarf produziert man Strom und verkauft ihn teuer. Solche Anlagen werden immer wichtiger, um den überschüssigen Strom aus Atomkraftwerken und Windkraftwerken zu verwerten.
Wie nutzte der Mensch früher die Wasserkraft?
Die Wasserkraft war nicht die erste Naturkraft, welche die Menschen nutzten. Bereits in der Steinzeit nutzten sie das Feuer. Als nächstes kam der Wind: Vermutlich gab es in der Antike bereits Windräder. Sie wurden als Windmühlen genutzt. Ganz sicher sind sich die Wissenschaftler aber nicht, wann und wo diese Erfindung gemacht wurde.
In China wurde die Wasserkraft schon vor 5.000 Jahren genutzt. Später gab es im Alten Ägypten Schöpfräder, die Wasser in die Bewässerungskanäle der Felder brachten. Die Römer und Griechen setzten mit Hilfe der Wasserkraft Maschinen in Gang. Sie bauten zum Beispiel Mahlsteine an Wasserräder und konnten damit Getreide zu Mehl mahlen. Dies waren die ersten Mühlen, die ohne Menschenkraft oder Tierkraft arbeiteten.
Die Archäologen haben auch in Deutschland ein sehr altes Wasserrad gefunden. Es stammt aus der Zeit vor der Geburt von Jesus und gehörte zu einer Mühle. In der folgenden Zeit breiteten sich Mühlen mit Wasserrädern in ganz Europa aus.
Wasserräder nutzen das Gewicht oder die Fließgeschwindigkeit von Wasser aus und drehen sich dadurch mit großer Kraft. Im 12. Jahrhundert waren Wasserräder weit verbreitet. Mit ihrer Kraft mahlten die Menschen nicht nur Getreide, sondern sie pressten auch Öl aus Samen heraus. Sie zersägten Baumstämme zu Balken und Brettern, schliffen Werkzeuge und Messer oder hämmerten Eisen zu Schmiedestahl.
Auch für die Herstellung von Papier wurden Wasserräder eingesetzt. Alte Lumpen wurden zusammen mit Wasser zerstampft um Papier aus der Masse zu schöpfen. Neue Stoffe wurden mit Wasserkraft behämmert, damit sie reißfester wurden oder verfilzten. Im Bergbau trieben die Ingenieure Eimer mit Wasserkraft an, um das Erz aus der Tiefe zu holen. Es gab noch andere Anwendungen.
Was wurde aus den Wasserrädern?
Die Wasserräder wurden ständig weiterentwickelt. Zudem standen sie nicht mehr frei irgendwo, sondern das Wasserrad stand in einem engen Kanal. So konnte kein Wasser ungenutzt neben dem Wasserrad hindurchfließen. Auch die Form der Schaufeln wurde laufend verbessert.
Auf diese Weise baute man im 19. Jahrhundert die ersten Wasserturbinen. Es ist jedoch schwierig zu sagen, wann ein Wasserrad noch ein Wasserrad ist oder bereits eine Turbine. Die Turbinen trieben meist einen Generator an und produzierten so Energie in Form von elektrischem Strom.
Ein Kanal zweigt weiter oben vom Flusslauf ab und führt das Wasser auf das Wasserrad. Die Schaufelkammern füllen sich, das Gewicht zieht sie nach unten und versetzt so das Rad in eine Drehbewegung.
Ein Wasserrad trieb diese Knochenstampfe an. Das Knochenmehl wurde als Dünger in der Landwirtschaft gebraucht. Mit ganz ähnlichen Anlagen wurde auch Öl aus Walnüssen gepresst.
Ein Wasserkraftwerk an der Aare. Im Haus quer über den Fluss befinden sich die Turbinen und Generatoren.
So fließt das Wasser durch ein Flusskraftwerk.
Bei einem Speicherkraftwerk schießt das Wasser mehrere hundert Meter tief auf die Turbinen.
Das Turbinenrad wird angetrieben wie mit einem riesigen Gartenschlauch.
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