Wasserkraft, auch als Wasserkraft bekannt, ist die Energie, die aus der Energie von fallendem oder schnell fließendem Wasser gewonnen wird und für nützliche Zwecke genutzt werden kann. Wasserkraft aus vielen Arten von Wassermühlen wurde mehrfach als erneuerbare Energiequelle für die Bewässerung und den Betrieb verschiedener mechanischer Geräte wie Sägewerke genutzt.
Im 19. Jahrhundert wurde die Wasserkraft zur Stromerzeugungsquelle. Cragside in Northumberland, England, war das erste Haus, das 1878 mit Wasserkraft betrieben wurde, und das erste kommerzielle Wasserkraftwerk wurde 1879 an den Niagarafällen gebaut. 1881 wurden Straßenlaternen in der Stadt Niagara Falls mit Wasserkraft betrieben.
LERNZIELE
ERZEUGUNG VON WASSERKRAFT
Bei der Erzeugung von Wasserkraft wird Wasser in einer höheren Lage gesammelt oder gespeichert und durch größere Rohre oder Tunnel nach unten in eine tiefere Lage geleitet. Der Unterschied zwischen diesen beiden Erhebungen wird als Kopf bezeichnet. Am Ende seines Durchgangs durch die Rohre versetzt das fallende Wasser Turbinen in Rotation. Die Turbinen wiederum treiben Generatoren an, die die mechanische Energie der Turbinen in Strom umwandeln. Über Transformatoren wird dann die für die Generatoren geeignete Wechselspannung in eine für die Fernübertragung geeignete höhere Spannung umgewandelt. Die Struktur, in der die Turbinen und Generatoren untergebracht sind und in die die Rohre oder Druckleitungen münden, wird Krafthaus genannt.
LAGE
Wasserkraftwerke befinden sich normalerweise in Dämmen, die Flüsse aufstauen, wodurch der Wasserspiegel hinter dem Damm angehoben und eine möglichst hohe Fallhöhe geschaffen wird. Die potenzielle Leistung , die aus einem Wasservolumen gewonnen werden kann, ist direkt proportional zur Förderhöhe. Um die gleiche Energiemenge zu erzeugen, benötigt eine Installation mit niedrigem Arbeitskopf mehr Wasser als eine Installation mit hohem Arbeitskopf.
SPEICHERUNG VON WASSERKRAFT
Der Bedarf an elektrischer Energie ist zu verschiedenen Tageszeiten sehr unterschiedlich. Um die Generatoren zu entlasten, werden gelegentlich Pumpspeicherkraftwerke gebaut. In Schwachlastzeiten wird ein Teil der zusätzlich verfügbaren Energie an den Generator geliefert, der als Motor arbeitet und die Turbine antreibt, um Wasser in ein Hochreservoir zu pumpen. Pumpspeichersysteme sind effizient und bieten eine wirtschaftliche Möglichkeit, Lastspitzen abzudecken.
In bestimmten Küstengebieten wurden Wasserkraftwerke gebaut, um den Anstieg und Abfall der Gezeiten zu nutzen. Wenn die Flut kommt, wird Wasser in einem oder mehreren Stauseen aufgestaut, um hydraulische Turbinen und ihre gekoppelten elektrischen Generatoren anzutreiben.
Fallendes Wasser ist eine der drei Hauptenergiequellen, die zur Stromerzeugung verwendet werden, die anderen beiden sind fossile Brennstoffe und Kernbrennstoffe . Wasserkraft hat gegenüber anderen Quellen gewisse Vorteile, da sie aufgrund der wiederkehrenden Natur des Wasserkreislaufs ständig erneuerbar ist und keine thermische Verschmutzung erzeugt.
Wasserkraft ist eine bevorzugte Energiequelle in Gebieten mit starken Niederschlägen und in hügeligen oder bergigen Regionen, die in angemessener Nähe zu den Hauptlastzentren liegen.
Viele der negativen Umweltauswirkungen der Wasserkraft gehen auf die damit verbundenen Dämme zurück, die die Wanderung von Laichfischen wie Lachsen unterbrechen und ökologische und menschliche Gemeinschaften dauerhaft verdrängen können, wenn sich die Stauseen füllen.
Ein thermionischer Leistungswandler, auch thermionischer Generator genannt, ist ein Gerät, das Wärme mithilfe von thermionischer Emission direkt in Elektrizität umwandelt, anstatt sie zuerst in eine andere Energieform umzuwandeln.
Ein thermionischer Leistungswandler hat zwei Elektroden, von denen eine auf ausreichend hohe Temperaturen gebracht wird, um ein thermionischer Elektronenemitter zu werden, und die andere Elektrode, die als Kollektor bezeichnet wird, weil sie die emittierten Elektronen aufnimmt, bei einer deutlich niedrigeren Temperatur betrieben wird. Der Raum zwischen den Elektroden ist manchmal ein Vakuum, ist aber normalerweise mit Gas oder Dampf bei niedrigem Druck gefüllt. Thermionische Konverter sind Festkörpergeräte ohne bewegliche Teile und weisen ein relativ großes Leistungsgewicht auf. Sie eignen sich gut für einige Anwendungen in Raumfahrzeugen.
Ein thermionischer Leistungswandler kann als eine elektronische Diode angesehen werden, die Wärme durch thermionische Emission in elektrische Energie umwandelt. Sie kann thermodynamisch auch als Wärmekraftmaschine betrachtet werden, die ein elektronenreiches Gas als Arbeitsmedium nutzt.
ARTEN VON THERMIONISCHEN KONVERTERN
Die wichtigsten Arten von thermionischen Konvertern sind:
VORTEILE DER WASSERKRAFT
Zu den Vorteilen der Nutzung von Wasserkraft gehören:
NACHTEILE DER WASSERKRAFT
Zu den Nachteilen der Wasserkraft gehören:
ZUSAMMENFASSUNG
