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Wasserkraft ist Energie, die aus der Bewegung von Wasser stammt. Diese Bewegung ist Teil des Wasserkreislaufs der Erde, der die kontinuierliche Zirkulation von Wasser durch den Boden, die Ozeane und die Atmosphäre darstellt. Die Menge an Energie, die bewegtes Wasser liefert, hängt von dem Volumen in Bewegung und seiner Geschwindigkeit ab. Wasser ist eine der ältesten Energiequellen. Alte Zivilisationen verwendeten Wasserkraft zur Bewässerung und als Mahlwerk für Getreide. In der modernen Zeit liefert Wasserkraft 20 Prozent der weltweit erneuerbaren Energie.
Wasserrad
••• Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty ImagesWasserräder waren die häufigste Form der Wasserkraft von vor über 4.000 Jahren bis zum 19. Jahrhundert. Sie wandelten die Energie des fließenden Wassers in eine Drehbewegung um. Diese Bewegung trieb dann die Bewegung von Steinen und Hebeln an, um Getreide, Mineralerz und Schnittholz zu mahlen. Das Rad lag horizontal oder vertikal in fließendem Wasser, z. B. einem Fluss oder Bach. Der Wasserfluss zwang das Rad, sich zu bewegen, wenn es auf Paddel stieß, die am Außenrahmen des Rads befestigt waren. Die Wasserkraft nahm zu, wenn sie durch enge Kanäle oder Düsen floss.
Turbinen
Wasserturbinen sind eine Weiterentwicklung des Wasserrades und Vorläufer der modernen Stromerzeugung. Anstatt ein feststehendes Paddel auf ein Rad zu schlagen, aktiviert der Wasserfluss einen sich drehenden Rotor, der Hunderte von Blättern haben kann. Eine Welle am Rotor ist mit einem Turbogenerator verbunden, bei dem es sich um einen riesigen Magneten mit einem darin gewickelten Draht handelt. Während sich die Welle dreht, wird in der Turbine elektrischer Strom erzeugt.
Dämme
••• China Photos / Getty Images Nachrichten / Getty ImagesDämme stauen große Wassermengen, die aus Flüssen fließen, und bilden einen Stausee hinter einer Stützmauer. Eine Druckleitung ist das Rohr oder Schleusentor vom Boden des Reservoirs, das durch den Damm zu einer Wasserturbine führt. Wasser aus dem Reservoir fließt unter hohem Druck vom Reservoir zur Turbine und erzeugt Elektrizität. Der Drei-Schluchten-Damm am Jangtse in China ist das größte Wasserkraftwerk der Welt, in dem 32 Turbinen mit Wasser versorgt werden.
Pumpspeicher
Wasserkraftwerksbetreiber können Energie in Zeiten mit geringem Kundenstrombedarf speichern und in Zeiten mit Spitzenlast mithilfe von Pumpspeichermethoden wieder abgeben. In Zeiten geringer Nachfrage wird bereits durch die Turbinen geflossenes Wasser in einen separaten Speicher über den Turbinen zurückgepumpt. Dieses Wasser fließt in Spitzenlastzeiten durch die Turbinen zurück. Das System bietet einen schnellen Start für zusätzliche Energieerzeugung.