Stromerzeugung allgemein

Der Elektrische-Strom, den wir im täglichen Leben einsetzen ist so in der freien Natur nicht vorhanden. Wir müssen ihn daher erzeugen und gegebenfalls auch transportieren.
Hier wollen wir auf die Erzeugung des Stromes eingehen.
Es gibt mehrere Möglichkeiten elektrischen Strom zu erzeugen. Die bekanntesten sind die Erzeugung in klassischen Kraftwerken. Auch hier gibt es unterschiedliche Arten von Kraftwerken, die wir hier nur im Grundprinzip betrachten wollen.

Thermische Kraftwerke, sind Kraftwerke, die aus Verbrennungswärme (Öl, Gas oder Kohle) Wasserdampf erzeugen und dann mit dem Druck dieses Wasserdampfes einen Generator antreiben, der dann wiederum direkt elektrischen Strom erzeugt. Der Strom wird also aus dem hohen Druck, des Dampfes erzeugt, und nicht etwa aus der Wärme des Dampfes. Daher ist es auch erforderlich, dass der Dampf nach der Turbine (dem mit Dampf durchströmten Teil des Generators) wieder verflüsigt, indem er mit Kühlwasser abgekühlt wird. Daraus ist auch erkennbar, dass Thermische Kraftwerke immer einen erheblichen Teil der Energie (in etwa die Hälfte) in Form von Wärme an die Umwelt abgeben. Dies kann direkt in Füße, Seen, oder Meer erfolgen, oder über Kühltürme in die Luft. Im Prinzip ist auch ein Atom-Kraftwerk ein Thermisches Kraftwerk, nur dass hier die Wärme zur Dampferzeugung durch Spaltung von Uran-Atomen erzeugt wird. Letzendlich entsteht bei allen Kraftwerken dieser Art ein Abfallprodukt, sei es CO2 Abgas, das den Treibhaus Effekt erhöht, oder radioaktiver Atommüll, der nur schwer zu handhaben ist. Aber zusätzlich entsteht auch viel Abwärme, durch die Verflüssigung des Dampfes. Dies ist in etwa genau soviel Energie, wie als Strom gewonnen wird.

Eine ganz andere Art der Stromerzeugung sind Wasser-Kraftwerke. Hier wird aus der Strömungs bzw. Speicherhöhe des Wassers direkt mechanisch ein Generator angetrieben und damit Strom erzeugt. Strömungs-Karftwerke sind praktisch immer an Flüßen mir hoher Wassermenge verbaut, um die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers auszunutzen. Meist sind hier auch kleine Staustufen verbaut, die durch die Fallhöhe (meist wenige Meter) eine höhere Wassergeschwindigkeit erzeugen und direkt über eine Turbine mechanisch einen Generator antreiben. Eine andere Art sind die Speicher-See Kraftwerke. Hier wird Wasser über ein Fallrohr von einem höher gelegenen See (meist Stausee) auf eine im Tal befindliche Turbine geleitet, die dann wiedeum einen Generator antreibt.
Eine besondere Art der Wasser-Kraftwerke sind Pump-Speicher Kraftwerke. Im Prinzit zunächst wie eine Speicher-See, nur kann hier auch Wasser vom Tal auf in den höher gelegenen Speicher-See gepumpt werden. Das bietet die Vorteil, dass bei Überschüssigem Strom, dieser dazu benutz werden kann Wasser nach oben zu pumpen und bei höherem Strom-Bedarf wieder durch das Fallrohr Wasser über die Turbine geleitetet wird und zusätzlich Strom erzeugt. Im Prinzp sind solche Pumpspeicher-Kraftwerke wie Batterien zu betrachten, in die man mit Hilfe von Strom Enegie im Stausee speichert und bei Bedarf dann wieder Strom erzeugt.
Eine Sonderart der Wasser-Kraftwerke sind Wellen- und Gezeiten-Kraftwerke, die die Wasserströmungen in Küstennahe über Turbinen ausnutzen und ebenfalls zur Stromerzeugung beitragen.

Eine weitere Art der Stromerzeugung ist die Wind-Energie. Hier ist die Energie Erzeugung sehr Augenscheinlich erkennbar. Zumindest die großen Rotorblätter und die Gondeln mit den Generatiren bei den Windrädern sind nicht zu übersehen. Die Generatoren sitzen direkt in den Gondeln und erzeugen aus der Drehbewegung der Windräder direkt elektrischen Strom.

Die PV-Anlagen, stellen die solare Strom Erzeugung dar. Hier sind keinerlei meschanische Bewegungen vorhanden. PV-Anlagen nutzen die Energie, die im Licht der Sonne enthalten ist, nicht die Wärme der Strahlung. Da aber die Sonnenstrahlung überwieged Wärmestrahlung enthält, kann hier nur die Energie der Licht-Strahlung genutzt werden. Daher ist der Wikungsgrad einer PV-Anlage, bezogen auf die gesamte Sonnenstrahlung nur ca. 20-25 %. Der überwiegende Teil der Sonnenstrahlung können wir bei Thermischen Solaranlagen nutzen, da hier direkt Wärme erzeugt wird.

Die Ezeugung von Strom durch Motoren ist natürlich eine weitere Art der Stromerzeugung durch Motoren, die direkt den Generatur antreiben. Natürlich kann man hier auch unterschiedliche Brennstoffe wie z.B. Biogas usw. verwenden. Ausserdem kann man die Abwärme dieser Mototen auch für Heizungs-Zwecke nutzen und damit den Gesamtwirkungsgrad erheblich erhöhen.

Letztendlich ist auch die Brennstoffzelle eine Möglichkeit elektrieschen Strom zu erzeugen. Hier laufen chemische Prozesse ab, die durch die chemischen Reaktionen Strom erzeugen. auch hier sind keine mechanischen Bewegungen im Spiel.