Allgemeines:
Das wahrscheinlich größte Problem, das unsere Generation lösen muss, ist die Energieversorgung. Die Bevölkerungszahl hat im letzten Jahrhundert gigantisch zugenommen und mit ihr auch der Bedarf an Energie, nicht nur an elektrischer Energie. Es gibt kaum einen Bereich in unserem Leben, der ohne Strom oder andersartiger Energie funktionieren würde. Woher kommt also die Kraft, die die rasante Entwicklung der letzten 150 Jahren möglich macht? Welche Kraftwerke stecken hinter dem Strom, der unser luxuriöses Leben antreibt?
Um Strom zu erzeugen wird einem Generator von einer Turbine mechanische Energie zugeführt. Wie diese Turbine in Bewegung gesetzt wird, hängt von dem Kraftwerkstyp ab. Die meisten Kraftwerke sind Wärmekraftwerke, wobei man diese in Kernkraftwerke, Heizkraftwerke, Blockheizkraftwerke, Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke und Solarkraftwerke unterteilt.
Die Funktionsweise solcher Wärmekraftwerke ist ähnlich: Durch die Verbrennung des Brennstoffs (von Krafttyp abhängig; Kohle, Schweröl, Gas, Biomasse ect.) entstehen heiße Verbrennungsgase, die den Verdampfer (mit Speisewasser gefülltes Rohrsystem) umströmen. Mittels eines Überhitzer wird das verdampfte Wasser auf über 500°C erwärmt und dem Hochdruckteil der Turbine zugeführt. Der Dampf strömt an der Dampfturbine vorbei und versetzt diese so in Drehung. Je höher die Druckdifferenz zwischen Ein- und Ausgang der Turbine ist, desto schneller drehen sich die Schaufelräder der Turbine und desto mehr Energie kann genützt werden. Wird auch die Abwärme (die bei älteren Kraftwerken verloren geht) genutzt, indem am sie der Fernwärmeerzeugung zuführt, spricht man von Kraftwerken mit Kraft-Wärmekoppelung, deren Gesamtwirkungsgrad viel höher ist als der von Kraftwerken ohne Kraft-Wärmekoppelung.
Das Kühlwasser, das den bei der Wärmeerzeugung entstandenen Dampf verflüssigt, wird aus Flüssen gewonnen. Darum sind die Kraftwerke immer in Flussnähe. Die Temperatursteigung des Kühlwassers, das in den Fluss zurückgeleitet wird, wirkt sich auf das Algenwachstum und die Lebensbedingung der Fische aus. Durch Kühltürme kann die Wärmebelastung der Flüsse verringert werden. Die Umwelt wird aber auch durch die Abgase der Kraftwerke belastet. Umweltschädliche Komponenten sind unter anderem staubförmige Asche, Schwefeldioxid (entsteht durch Verbrennung von Kohle), Stickoxide und Kohlendioxid. Durch teure Einrichtung wie Rauchgasentstauber, Rauchgasentschwefelungsanlagen und Entstickungsanlagen kann man die Rauchgase reinigen. Die Emission von Kohlenstoff ist jedoch nicht zu verhindern.
Bei den in den letzten Jahren extrem populären Wasserkraftwerken wird die Turbine ganz anders in Bewegung gesetzt. Das Wasser hat, da es aufgestaut wurden, ein hohes potenzielles Energieniveau. Fliest es ab, wird die Bewegungsenergie des Wassers auf die Wasserturbine übertragen. Obwohl Wasserkraftwerke keine Schadstoffe abgeben, sollten man die durch den Bau bedingten ökologischen Veränderung nicht unterschätzen.
Die Turbine, von der erklärt wurde wie sie bewegt wird, gibt die Bewegungsenergie in Form der Drehung einer mechanischen Wellen an den Generator weiter. Der Generator wandelt die mechanische Leistung mittels elektromagnetischer Induktion in elektrische Energie um. Die meisten Generatoren liefern Wechselstrom, da Gleichstrom nicht transformierbar ist und Wechselstromgeneratoren leichter, robuster und einfacher sind als Gleichstromgeneratoren.
Bevor der Wechselstrom in das Stromnetz eingespeist wird, wir der Strom transformiert. Ein Transformator besteht aus zwei Spulen, die einen gemeinsamen Eisenkern haben. Die von Wechselstrom durchflossene Spule (Primärwicklung) induziert Wechselspannung, die die gleiche Frequenz hat, in der Sekundärwicklung. Das geschieht mit sehr geringen Stromverlust. Durch das bestimmte Verhältnis der Windung der beiden Spulen, wird die Spannung erhöht und die Stromstärke gesenkt, da beim Transport in Hochspannungsleitung weniger Leistungsverlust auftritt, wenn die Spannung höher ist. Über das Verteilungsnetz wird die elektrische Energie zum Verbraucher gebracht, wo die Spannung dann wieder heruntertransformiert wird.
Auf Grund dessen, dass Strom nicht zu jeder Zeit im gleichen Ausmaß gebraucht wird und man noch keine Möglichkeit gefunden hat um Strom verlustfrei zu speichern, gibt es das Problem der Versorgungssicherheit. In Österreich wird (so wie in allen anderen Ländern) im Winter mehr Strom als im Sommer benötigt, aber auch am Tag mehr als in der Nacht. Um trotzdem die Versorgung mit Strom zu gewährleisten, ist das Zusammenwirken verschiedener Kraftwerke wichtig.
Grundlastkraftwerke erzeugen kontinuierlich gleich viel Strom. Sie decken den Grundbedarf an elektrischer Energie. Die meisten dieser Kraftwerke arbeiten mit Braunkohle, Laufwasser oder Kernenergie.
Steinkohlekraftwerke und Erdgaskraftwerke sind Mittellastkraftwerke. Sie sind flexibler als Grundlastkraftwerke, und decken den Bereich zwischen Grund- und Spitzlast.
Um die Energieversorgung zu kurzfristigen Spitzenlastzeiten zu garantieren, gibt es Spitzlastkraftwerke. Zu ihnen zählen Gasturbinenkraftwerke, Gasspeicher- und Pumpspeicherkraftwerke. Der Strom dieser Kraftwerke ist besonderes teuer.
Jetzt wissen wir woher unser Strom kommt und wie er zu uns kommt und dass der Simon diese Arbeit gestohlen hat, weil er ein Junkie is…. Es ist heutzutage jedem bewusst, dass wir, solange unsere Energieversorgung von nicht erneuerbaren Energieträgern abhängig ist, uns auf eine Sackgasse zubewegen. Wann der Punkt erreicht ist, an dem wir den benötigten Strom nicht mehr produzieren können, weiß keiner. Ich bin aber der Meinung, dass die Lösung nicht nur im Schaffen neuer, erneuerbarer Energiequellen liegt. Ich glaube, dass das Umdenken nicht nur bei den Produzenten, sondern auch bei den Konsumenten stattfinden muss. Wir werden uns in Zukunft mehr damit auseinandersetzten müssen, welcher Stromverbrauch tatsächlich notwendig ist und welcher Luxus ist, auf den wir auch verzichten könnten. Wie wichtig ist uns der Stand-by Modus wirklich? Warum sind herkömmlich Glühlampen nicht schon längst durch Energiesparlampen ersetzt? Ist eine Klimaanlage in der Wohnung nicht überflüssig? Warum lauft man auf Laufbändern, anstatt an der frischen Luft?
Wenn wir diesen Wahnsinn nicht bald überdenken, kommt eine Katastrophe unvorstellbaren Ausmaßes auf uns oder auf unsere Nachkommen zu.
Zahlen und Fakten:
Im Jahr 2006 wurden in Österreich 70,8 Milliarden Kilowattstunden Strom verbraucht und 63,9 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugt. (Stand Feb. 2008)
Am Anfang der 70er Jahre lag der Stromverbrauch von österreichischen Haushalten bei rund 4.000.000 MWh, im Jahr 2006 verbrauchte die österreichischen Haushalte 1.492.562 MWh. Sprich der Stromverbrach hat sich in Österreich in den letzten 30 Jahren verdreifacht.
Von 1970-2004 hat sich der Einsatz folgender Energieträger wie folgt verändert:
Gas: + ca 29%
Öl: + ca. 4%
Kohle: – ca. 5%
Erneuerbare Energie: + 19%
Fernwärme: + 99%
Ein Haushalt verbrauchte durchschnittlich 15,29 GJ im Jahr 2006. Mein Haushalt hat im Jahr 2008 7.194 kWh, das sind 25,89 GJ, verbraucht. Das liegt an der Sauna, dem Laufband, dem Hometrainer, dem zwei Röhrenbildschirmen und all den anderen stromfressenden Luxusartikel.
Malta-Hauptstufe: Art: Speicherkraftwerk, Ort: Kärnten, Leistung: 730 MW, Regelarbeit: 715 kWh/Jahr (reicht für 1 438 342 Haushalte), Auslastung: 11%, Rohfallhöhe: 1106, Durchfluss: 80m³/s, Fertigstellung: 1979, Betreiber: Austrian Hydro Power AG
Altenwörth: Art: Laufkraftwerk, Ort: Niederösterreich, Leistung: 328 MW, Regelarbeit: 1.967 kWh/Jahr (reicht für 3 614 966 Haushalte), Auslastung: 68%, Durchfluss: 2.700m³/s, Stauraumlänge: 30km, Fluss: Donau Fertigstellung: 1976, Betreiber: Austrian Hydro Power AG
Riedersbach 2: Art: Fossil-thermisches Kraftwerk, Ort: Oberösterreich, Leistung: 176 MW, Regelarbeit: 140 kWh/Jahr (reicht für 281 633 Haushalte), Energieträger: Kohle, Fertigstellung: 1986, Betreiber:
Energie AG OÖ
Verbund
BEWAG
Energie AG OÖ
EVN AG
KALAG
Salzburg AG
STEWAG
Tiroler Wasserkraft
VKW
Wienstrom
Quellen:
Für den Aufsatz:
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http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserkraftwerk (02.01.09)
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http://de.wikipedia.org/wiki/Generator (29.12.08)
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http://de.wikipedia.org/wiki/Transformator_(Wirkungsweise_und_Physik) (26.12.08)
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7 Klasse Physik Unterlagen und Buch
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Zettel „Woher kommt unsere Energie“
Für die Fragen:
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www.e-sicher.at/uploads/media/Infobroschuere_E-Sicher_02.08_02.pdf (Stand Feb. 2008)www.eeg.tuwien.ac.at/publications/pdf/HAA_PAP_2004_01.pd (24.05.2005)
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http://www.statistik.at/web_de/statistiken/energie_und_umwelt/energie/energieeinsatz_der_haushalte/022680.html (01.11.08)
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http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Veränderung_des_energetischen_Endverbrauchs_1970_bis_2004_(Österreich).png&filetimestamp=20071118031123(8.11.07)
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http://www.statistik.at8
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http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_österreichischer_Kraftwerke (23.12.08)
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http://portal.wko.at/wk/format_detail.wk?AngID=1&StID=276184 (02.01.2009)