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Energiequellen SWM: Isar-Wasserkraftwerk

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Wasserkraft

Die Wasserkraft wird seit mehreren tausend Jahren zur Verrichtung von Arbeit genutzt. Aus den ursprünglich eingesetzten einfachen Wasserrädern entwickelten sich im Laufe der Zeit die heutigen Turbinen.

Umwandlung des Wasserflusses in Strom

Schon seit Tausenden von Jahren nutzen die Menschen die Kraft des fließenden Wassers. Lange Zeit war die Wasserkraft neben der Windenergie die einzige Möglichkeit, größere Antriebsleistungen zu erbringen, um zum Beispiel Mühlen und Sägewerke zu betreiben. Bis ins 19. Jahrhundert stellte sie die wichtigste Nutzenergie für Industrie und Gewerbe dar. Mit der Entwicklung von Generatoren gegen Ende des 19. Jahrhunderts erhielt die Wasserkraft allerdings eine völlig neue Aufgabe: die Stromerzeugung.

Die Stromerzeugung erfolgt in Wasserkraftwerken nach einem einfachen Prinzip: Das Wasser wird über die Schaufeln einer Turbine geleitet und treibt sie dadurch an. Die Turbine ist mechanisch mit einem Generator verbunden. Hier wird die Bewegungsenergie in elektrische Energie, also in Strom, umgewandelt.

Zwei Arten von Wasserkraftwerken

Laufwasserkraftwerk Erklärung
Laufwasserkraftwerk

Um die natürlichen Gegebenheiten an Flüssen und Seen optimal auszunutzen, sind die Kraftwerke auf ihren jeweiligen Einsatzort zugeschnitten.

Laufwasserkraftwerke: Laufwasserkraftwerke nutzen das Wasserdargebot und das natürliche Gefälle zur kontinuierlichen Energiegewinnung. Das Prinzip ist einfach: Fließt Wasser durch eine Turbine, dreht diese sich. Die Drehbewegung der Turbine wird auf den Generator übertragen. Der Generator wandelt diese Bewegungsenergie in elektrische Energie um.

Pumpspeicherkraftwerk Erklärung
Pumpspeicherkraftwerk

Pumpspeicherkraftwerke: Pumpspeicherkraftwerke befinden sich immer zwischen zwei Seen, die häufig künstlich angelegt werden. Das aus einem Fluss zufließende Wasser wird zunächst im oberhalb des Kraftwerks gelegenen See gespeichert. Dieser See wird als Oberbecken bezeichnet. Bei Strombedarf wird das Wasser über eine Fallrohrleitung an die Turbinen des Kraftwerks geführt. Die Turbinen geben, wie schon beim Laufwasserkraftwerk, die Drehbewegung an die Generatoren weiter, welche Strom erzeugen. Nachdem das Wasser durch die Turbinen geflossen ist, gelangt es in den unterhalb des Kraftwerks gelegenen See, das Unterbecken. Aus diesem wird das Wasser wieder in den Fluss geleitet. Bei niedrigem Strombedarf, zum Beispiel nachts, ist es möglich, mit einem Pumpspeicherwerk elektrische Energie zu speichern. Mithilfe von Pumpen gelangt das Wasser über das gleiche Fallrohr, über das es tagsüber vom Oberbecken in die Unterbecken floss, wieder aus den Unterbecken nach oben. Im Oberbecken steht es dann wieder bereit, um bei Bedarfsspitzen tagsüber Strom zu erzeugen.

Pumpspeicherkraftwerke sind auch für den Ausbau der regenerativen Energieerzeugung insgesamt unverzichtbar. Sie können die überschüssig produzierte Energie in Schwachlastzeiten in großen Mengen zwischenspeichern. Da diese Energie dem Netz auf Abruf wieder zugeführt werden kann, wirkt das Pumpspeicherkraftwerk wie eine überdimensionale Batterie für regenerative Kraftwerke.

Die wichtigsten Turbinentypen

Grafik: Kaplan-Turbine
Grafik: Francis-Turbine

Herzstück jedes Wasserkraftwerks ist die Turbine. Je nach Fallhöhe und Wassermenge werden verschiedene Arten eingesetzt.

Am weitesten verbreitet sind die Francis- und die Kaplan-Turbine. Francis-Turbinen sind ideal für Standorte mit ständig gleichbleibender Fallhöhe und Wassermenge. An Gewässern, an denen sich Fallhöhe und Wassermenge stark ändern, sind Kaplan-Turbinen vorteilhaft. Durch ein verstellbares Laufrad können diese sich auf die geänderten Betriebsbedingungen besser einstellen. Hierdurch bleibt der Wirkungsgrad trotzdem über ein weites Band gut.

Kaplan-Turbine: Für veränderliche Wassermengen und Fallhöhen wurde die Kaplan-Turbine entwickelt. Bei ihr lassen sich sowohl die Schaufeln des Laufrades (ähnlich einem Schiffspropeller) als auch die Zuleitung durch die Leitschaufeln verstellen.

Francis-Turbine: Am weitesten verbreitet ist die Francis-Turbine. Bei ihr wird das Wasser durch verstellbare Leitschaufeln auf die gegenläufig gekrümmten Schaufeln des Laufrades (innen) gelenkt.

Nutzung der Wasserkraft in Deutschland

Innerhalb der regenerativen Energien lag der Anteil der Wasserkraft in Deutschland 2012 bei 16 Prozent.

Weitere Informationen zur Wasserkraftnutzung in Deurtschland finden Sie auf der Webseite des Bundesumweltministeriums:

Erneuerbare Energien: Wasserkraft

Wasserkraftanlagen der SWM

Die Stadtwerke München nutzen sowohl Pumpspeicher- als auch Laufwasserkraftwerke in der Region um München für die
Erzeugung von regenerativem Strom. Sie betreiben 12 Wasserkraftwerke in München und seinem Umland und sind an einem weiteren beteiligt.

Mehr zu den SWM Wasserkraftanlagen

Tarifberater M/Strom

Ausbauoffensive Erneuerbare Energien: Windkraft

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Bis 2025 wollen die SWM so viel Ökostrom in eigenen Anlagen produzieren, wie ganz München verbraucht - als erste Millionenstadt der Welt. SWM Ausbauoffensive