Kraftwerk

Ein Kraftwerk ist eine technische Anlage, die der Stromerzeugung dient. In der Regel erfolgt eine Energieumwandlung von mechanischer in elektrische Energie, die an das Stromnetz weitergeleitet wird. Mechanische Energie unterteilen wir in diese Energieformen:

Kinetische Energie

Die Kraft von in Bewegung bleibendem Wasser, die kinetische Energie, dient dem Antrieb von Turbinen. Der Drehmoment der Turbinen, die mechanische Energie, wandelt sich zu elektrischer Energie, dem Strom.

Thermische Energie

Stellt ein Kraftwerk thermische Energie bereit, stammt diese Kraft aus Sonnenstrahlungsenergie (Sonnenwärmekraftwerk), chemischer Energie, Kernenergie oder geothermischer Energie. Kinetische Energie sowie thermische Energie als jeweilige Primärenergie werden in verschiedenen Wirkungsgraden in elektrische Energie modifiziert. Allerdings gelten ausschließlich mechanische sowie elektrische Energie als reine Exergie – dem Bestandteil der Gesamtenergie von einem System, der bei vorhandenem thermodynamischem Gleichgewicht mit seiner Umgebung aktiviert wird.

Kraftwerke gliedern wir in verschiedene Kategorien:

Wasserkraftwerk

Ein Wasserkraftwerk teilen wir in zwei Hauptkategorien ein. Während Laufwasserkraftwerke ihre Energie aus fließendem Wasser nutzen, funktionieren Speicherkraftwerke über Flüsse, die wir zu einem See aufstauen. Turbinen erhalten ihre Antriebskraft bei diesen Anlagen über zulaufendes sowie an Staumauern nach unten stürzendes Wasser.

Pumpspeicherwerk

Ein Pumpspeicherwerk ist eine spezielle Form des Wasserkraftwerks, das sich aus einem hoch sowie tief liegenden Wasserspeicher zusammensetzt. Benötigen wir zu einem bestimmten Zeitpunkt, wie z. B. in der Nacht weniger Strom, hilft die Energie dabei, Wasser wiederum in den oberen Speicher zu pumpen.

Dampfkraftwerk

Kernkraftwerke, Kohlekraftwerke, Solarkraftwerke sowie Biomassekraftwerke sind allesamt Dampfkraftwerke, bei denen wir die thermische Energie des Wasserdampfes in einer Dampfturbine nutzen. In einem Kohlekraftwerk kommt Kohle als hauptsächlicher Brennstoff zum Einsatz. Im Kernkraftwerk spalten wir schwere Atomkerne. Ein Solarkraftwerk profitiert von der Wärme der Sonne. Im Biomassekraftwerk erzeugen wir elektrische Energie durch die Verbrennung fester Biomasse.

Geothermiekraftwerk

Ein Geothermiekraftwerk erzeugt Strom durch Nutzung von Erdwärme.

Windkraftanlage

In einer Windkraftanlage gewinnen Rotoren ihre Energie aus dem Wind, die anschließend in elektrische Energie umgewandelt und in das Stromnetz eingespeist wird. Photovoltaikanlagen, ein Gezeitenkraftwerk, Druckluftspeicherkraftwerk oder Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk sind weitere Kraftwerksformen, die in Deutschland von unterschiedlicher Bedeutung sind.