Wie funktionieren Staudämme?

In diesem Video erklären wir, wie Staudämme funktionieren. Wir werden uns alle
Hauptkomponente ansehen und die Vor- und Nachteile aufzeigen, die mit dieser Art von
Wasserkraftwerk verbunden sind.

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Mehr über Staudämme können Sie in unserem technischen 3D-Lexikon nachlesen:

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Staudamm Video Skript

Einführung

Seit Jahrtausenden macht sich der Mensch die Kraft des Wassers zunutze. Die potenzielle
Energie des Wassers wurde genutzt, um Mühlen anzutreiben, Pumpen zu drehen und für
zahlreiche andere Anwendungen. Die Umwandlung der potenziellen Energie des Wassers in
elektrische Energie ist jedoch ein relativ neues Konzept.

Um mit Hilfe eines Staudamms Strom zu erzeugen, benötigt man zwei Dinge: viel Wasser und
einen Höhenunterschied zwischen der Auslass- und der Einlassseite des Damms; dieser
Höhenunterschied wird als "Fallhöhe" bezeichnet.

Das Oberwasser befindet sich stromaufwärts des Dammes und das Unterwasser
stromabwärts; der Damm trennt Ober- und Unterwasser. Das Oberwasser besteht aus einem
großen Wasservolumen, so dass eine konstante Wassermenge zur Stromerzeugung genutzt
werden kann. Eine Wasserleitung - der so genannte Druckstollen - verbindet das Oberwasser
mit dem Krafthaus am Fuß der Staumauer. Das Krafthaus enthält die gesamte Ausrüstung,
die benötigt wird, um die potenzielle Energie des Wassers in elektrische Energie
umzuwandeln.

Werfen wir nun einen Blick darauf, wie wir mit einem Staudamm Strom erzeugen.

Wie Staudämme funktionieren

Das Wasser tritt durch einen der Haupteinlässe in die Druckrohrleitungen ein. Das Wasser
fließt dann durch die Druckrohrleitungen nach unten, bis es die Wasserturbinen im Krafthaus
erreicht. Wenn das Wasser über die einzelnen Turbinenlaufräder fließt, drehen sich diese
und wir erhalten mechanische Energie. Die mechanische Energie von den
Turbinenlaufrädern wird an einen elektrischen Generator weitergeleitet, der auf einer
gemeinsamen Welle angeschlossen ist. Wir haben nun die potenzielle Energie des Wassers in
elektrische Energie umgewandelt und können diese über einen Transformator und das
Hochspannungsnetz verteilen. Um den Prozess zu beenden, fließt das Wasser aus dem
Krafthaus durch die Saugrohre bis zum Unterwasser. Der gesamte Prozess ist kontinuierlich,
was zu einer konstanten und zuverlässigen Form der Stromerzeugung führt.

Vorteile und Nachteile

Vorteile
Hydroelektrische Dämme:
1. Bieten eine konstante und zuverlässige Form der Stromerzeugung, vorausgesetzt, es ist
genügend Oberwasser vorhanden.
2. Sie stellen eine erneuerbare (grüne) Energieform dar und produzieren keine
Abfallprodukte.
3. Sind sehr effizient im Vergleich zu anderen Stromerzeugungsmitteln.
4. Kostengünstig im Betrieb.
5. Haben eine lange Lebensdauer (einige Wasserkraftwerke sind über 100 Jahre alt!).

Nachteile
Hydroelektrische Dämme:
1. Können die lokalen Lebensräume aufgrund der großen Veränderungen, die notwendig
sind, um die für den Damm erforderlichen Bedingungen zu schaffen, erheblich stören. Diese
negativen Auswirkungen werden sowohl von Pflanzen als auch von Tieren wahrgenommen;
dies ist bei weitem der größte Nachteil, der mit Staudämmen verbunden ist.
2. Teuer im Bau (hohe Anfangskosten).
3. Risiko des Versagens. Leider ist das Risiko eines Versagens nicht immer gering und die
Folgen können katastrophal sein.

Unabhängig von den Vor- und Nachteilen, die mit Dämmen verbunden sind, werden diese
riesigen, von Menschenhand geschaffenen Bauwerke wahrscheinlich noch jahrzehntelang
Teil unserer Landschaft sein.
Quellen: https://www.energy.gov/eere/water/how...