ENT3-03 – Energieumwandlung – Kraftwerke

Inhaltsverzeichnis

In diesem Kurstext erklären wir dir im Rahmen der Energieumwandlung ausführlich das Thema: Energieumwandlung Kraftwerke. Wir stellen dir Kraftwerke vor in denen Energieumwandlungen stattfinden und du erfährst auf welche Art und Weise hier Energie, egal ob es sich um Primär- oder Sekundärenergie handelt, umgewandelt werden kann. Diese Informationen helfen dir die Abläufe in einem Kraftwerk besser zu verstehen. 

Energieumwandlung Kraftwerke
Energieumwandlung Kraftwerke

 

“Die Energieumwandlung in Kraftwerken erfolgt zumeist in mehreren Schritten. Hier wird eine Primär- oder Sekundärenergie in Nutzenergien oder zuerst in Zwischenenergie überführt”

 


Kraftwerke – Grundlagen


Die Umwandlung von Energie in eine andere Energieform verfolgt immer einem Zweck. In den meisten Fällen ist die Gewinnung von elektrischer oder thermischer Energie das Ziel. Um diesen Vorgang zu realisieren nutzt der Mensch verschiedene Verfahren und Kraftwerkstypen. Die Energieumwandlung in Kraftwerken erfolgt zumeist in mehreren Schritten. Hier wird eine Primär- oder Sekundärenergie in Nutzenergien oder zuerst in Zwischenenergie überführt

Obwohl manche Kraftwerke effizienter arbeiten als andere Kraftwerke, haben sie im Grundsatz alle in bestimmen Bereichen einen Vorteil gegenüber den anderen Kraftwerkstypen und werden aus diesem Grund auch eingesetzt.

 


Energieumwandlung Kraftwerke – nach Kraftwerkstyp


Nachfolgend findest du eine Unterscheidung von drei Kraftwerkstypen.

  • Wasserkraftwerk

sowie

  • Wärmekraftwerk

sowie

  • Windkraftanlage

Hier kannst du sehen, welche Schritte notwendig sind um eine Energieumwandlung durchzuführen und welche Zwischenenergien bei diesem Prozess auftreten. 

 


Wasserkraftwerk – Energieumwandlung


Energieumwandlung - Wasserkraftwerk - Hoover-Damm
Energieumwandlung – Wasserkraftwerk – Hoover-Damm

 

Bei Wasserkraftwerken nutzt man Wasser um daraus elektrische Energie zu erzeugen.

Hier folgt die Energieumwandlung in drei Schritten:

1 – Wasser wird mit Hilfe der Lageenergie an eine Turbine weitergeleitet.

2 – Durch das vorbeifließende Wasser gerät das Turbinenrad in Bewegung. Uns liegt eine Bewegungsenergie vor.

3 – Die Bewegungsenergie wird dazu genutzt über eine Welle mittels Drehbewegungen einen Generator anzutreiben der Elektrische Energie erzeugt.

 


Wasserkraftwerk – Prozessschritte – Schema


In der nachfolgenden Abbildung siehst du die einzelnen (wesentlichen) Schritte im Wasserkraftwerk noch mal einfach verbildlicht:

Wasserkraftwerk - Energieumwandlungen - Schema
Wasserkraftwerk – Energieumwandlung Kraftwerke – Schema

 


Wärmekraftwerk – Energieumwandlung


Energieumwandlung Kraftwerke -Kohlekraftwerk
Energieumwandlung Kraftwerke -Kohlekraftwerk

 

Bei Wärmekraftwerken nutzt man brennbare Stoffe wie Öl, Gas oder Steinkohle sowie Braunkohle um daraus elektrische Energie zu erzeugen. In einigen neueren Anlagen wie BHKW kommen auch Holzschnitzel als Brennstoff zum Einsatz

Hier erfolgt die Energieumwandlung in insgesamt 5 Schritten:

1 – Brennstoffe, welche chemische Energie gebunden haben werden einem Brenner zugeführt.

2 – Durch die Verbrennung der Brennstoffe (Kohle, Gas, Öl) wird die chemische Energie in Wärmeenergie umgewandelt.

3 – Infolge der Wärmeeinwirkung wird ein mit Wasser gefüllter Kessel erhitzt, woraufhin sich Wasserdampf bildet. In diesem Wasserdampf befindet sich nun Spannungsenergie.

4 – Die Spannungsenergie wird über Rohre und Leitungen an eine Dampfturbine weitergeleitet. Die erzeugt dann wieder Bewegungsenergie.

5 – Mit Hilfe der Bewegungsenergie wird über eine Welle ein Generator angetrieben, welcher dann wieder elektrische Energie erzeugt.

 


Wärmekraftwerk – Prozessschritte – Schema


In der nachfolgenden Abbildung siehst du die einzelnen (wesentlichen) Schritte einer Windkraftanlagen noch mal einfach verbildlicht:

Energieumwandlung Kraftwerke - Wärmekraftwerk
Energieumwandlung Kraftwerke – Wärmekraftwerk

 


Windkraftanlage – Energieumwandlung


Energieumwandlung Kraftwerke - Windkraftanlage
Energieumwandlung Kraftwerke – Windkraftanlage

 

Hier erfolgt die Energieumwandlung in 3 Schritten

1 – Wind strömt an den Rotorblättern einer Windkraftanlage vorbei und wandelt Windenergie (Strömungsenergie) in Bewegungsenergie um.

2 – Durch die Rotation der an den Rotoren befindlichen Welle wird die Mechanische Energie an einen Generator weitergeleitet.

3 – Im letzten Schritt wandelt der Generator die mechanische Energie in elektrische Energie um.

 


Wärmekraftwerk – Prozessschritte – Schema


In der nachfolgenden Abbildung siehst du die einzelnen (wesentlichen) Schritte im Wasserkraftwerk noch mal einfach verbildlicht:

Energieumwandlung Kraftwerke -Windkraftanlage
Energieumwandlung Kraftwerke -Windkraftanlage

 



wie gehts weiter

Wie geht's weiter?

Nach dem du jetzt einen Überblick zu den Kraftwerkstypen hast bei denen eine Energieumwandlung stattfindet, werden wir dir im kommenden Kurstext ausführlich die Stoffströme, Energieströme und Energiebilanzen vorstellen, die bei der Umwandlung auftauchen. Dabei setzen wir unsere Betrachtung der Verbrennungsanlage mit Gewinnung elektrischer Energie fort.

 

Trainingsbereich

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