Kraftwerk

Was ist ein Kraftwerk?

Als Kraftwerk wird eine industrielle Anlage bezeichnet, die hauptsächlich zur Erzeugung von elektrischer Energie dient, welche anschließend meist in das Stromnetz eingespeist wird. In einigen Kraftwerken wird neben der elektrischen Energie gleichzeitig thermische Energie durch Abwärme erzeugt, die als Heizwärme genutzt werden kann.

Wie funktioniert ein Kraftwerk?

In den meisten Kraftwerken werden mithilfe von mechanischer Energie Generatoren angetrieben, die diese Energie in elektrische Energie umwandeln. Die notwendige mechanische Energie kann dabei aus unterschiedlichen Energiequellen gewonnen werden. In den meisten Kraftwerken wird dafür thermische Energie verwendet, die in vielen Fällen durch die Verbrennung von Brennstoffen entsteht. Nach diesem Prinzip funktionieren z.B. Kohlekraftwerke, Gaskraftwerke und Ölkraftwerke.

Daneben werden immer häufiger Anlagen betrieben, die erneuerbare Energien nutzen. Dazu zählen z.B. Windenergieanlagen, Solarkraftwerke oder Photovoltaikanlagen und Wasserkraftwerke. Während Windenergieanlagen und Wasserkraftwerke ebenfalls durch mechanische Kräfte (von Wind oder Wasser) angetrieben werden, arbeiten Solarkraftwerke direkt mit der thermischen Energie der Sonne: Wasser wird mithilfe der gebündelten Sonnenstrahlung zu Wasserdampf erhitzt, der eine Turbine antreibt. Photovoltaikanlagen nutzen ebenfalls Sonnenenergie, allerdings auf Basis der elektromagnetischen Sonnenstrahlung, die in dünnen Halbleiterschichten direkt in elektrische Energie umgewandelt wird.

Welche Arten von Kraftwerken gibt es?

Zunächst ist zu unterscheiden zwischen den konventionellen Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen wie Kohle, Gas, Erdöl oder aber mit Kernkraft betrieben werden. Über sie wird bis heute der größte Anteil der Energieversorgung gedeckt. Wegen ihrer großen Leistungskraft werden sie als zentrale Kraftwerke betrieben. Sie versorgen mit einer Leistung ab 100 mW Regionen und Großstädte. Um eine bessere Versorgungssicherheit zu erreichen, sind solche Großkraftwerke in mehrere Kraftwerksblöcke unterteilt, die unabhängig voneinander betrieben werden können. Jeder dieser Blöcke erzeugt eine bestimmte Menge an Strom oder Wärme und kann bei Bedarf zu- oder abgeschaltet werden.

Kraftwerke auf Basis erneuerbarer Energien erzeugen jeweils meist weniger Leistung und versorgen daher begrenzte Gebiete wie z.B. Stadtteile mit Wärme und Strom. Dementsprechend befinden sie sich dezentral über die Region verstreut. Zu diesem Typ gehören Windkraftanlagen, Solarkraftanlagen, Brennstoffzellen und Wasserkraftanlagen. Im Rahmen der Energiewende wird inzwischen verstärkt auf die dezentrale Energieversorgung gesetzt, um den Ausbau erneuerbarer Energien voranzutreiben.

Wie wird schwankender Energiebedarf gedeckt?

Um die Grundlast eines Versorgungsgebietes zu decken, werden derzeit noch hauptsächlich leistungsstarke Kraftwerke wie Kernkraftwerke und Kohlekraftwerke eingesetzt. Die Grundlast steht für die Menge an Strom, die zur Versorgung mindestens nötig ist. Durch eine höhere Leistungsnachfrage im Stromnetz entstehen Mittel- und Spitzenlasten, die über Steinkohle- und Gaskraftwerke abgedeckt werden. Für die Spitzenlast stehen zusätzlich Speicherkraftwerke wie z.B. das Pumpspeicherkraftwerk zur Verfügung. Sie lassen sich bei erhöhtem Energiebedarf schnell aktivieren.