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Arbeitsgemeinschaft
Wasserkraftwerke
Niedersachsen
und Schleswig-Holstein e.V.
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Wasserkraft Im Dienste von Mensch und Umwelt |
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Die
Nutzung der Wasserkraft1 reicht bis in die Antike zurück, wo das
Wasserrad vom Menschen genutzt wurde, um die Arbeit zu
erleichtern. Bereits vor mehr als 5000 Jahren wurden Wasserräder
in Mesopotamien zum Wasserschöpfen verwendet. Später diente die
Wasserkraft zum Antrieb von Mühlen, Schmieden und anderen
Handwerksbetrieben.1)
Im
Laufe der Geschichte entwickelte man verschiedene Wasserräder –
die ersten waren aus Holz. Die
einfachste und älteste Form ist das Stoßrad. Seine Schaufeln
tauchen horizontal in das strömende Wasser (Fluss) ein. Hier wird
ausschließlich Bewegungsenergie genutzt. 1)
In
Oberkärnten werden seit dem 9 Jh. unterschlächtige Wasserräder
(Stockräder) verwendet. Diese bestehen aus radial an einer
hölzernen Achse angebrachten Brettern, von denen die untersten in
das fließende Wasser eintauchen. Somit wird durch den
Wasserdruck, der auf die Bretter wirkt, ein Drehmoment erzeugt.
Der Wirkungsgrad dieser Wasserräder hängt sehr von der
Eintauchtiefe und daher auch von der Wasserführung des Baches ab.1)
Seit
dem 14 Jh. nutzt man auch oberschlächtige Wasserräder. Sie
bestehen aus Holzrädern mit großen Durchmessern, an denen
Bretter unter einem Neigungswinkel angebracht sind, so dass sie
wie Schaufeln wirken. Das Wasser fließt von oben auf diese
Schaufeln und treibt das Rad an. Das in den Schaufeln befindliche
Wasser erzeugt durch sein Übergewicht ein zusätzliches
Drehmoment. So kann nicht nur die kinetische sondern auch die
potentielle Energie des Wassers genutzt werden, außerdem kann man
die Wassermenge mittels geeigneter Zuleitungen regulieren.1)
Mit dem Beginn der industriellen
Entwicklung wurden die Energieerzeugungs- und Verteilungssysteme
jedoch ausgefeilter, so dass z.B. die im 17. Jh. errichtete
Versailler Brunnenanlage mit einer Wasserkraftleistung von ca. 56
kW betrieben wurde. Mit der Erfindung der Turbine wurde auch die
Nutzung der Wasserkraft effizienter, die von ca. 20% ausgehend bis
Mitte des 19. Jahrhundert einen Wirkungsgrad von 60-70 %
erreichte. Moderne Francis- oder Kaplanturbinen erreichen heute
einen Wirkungsgrad bis zu 95 % [Fritz und Henry 1984].2)