Physik Klasse 5
Vom Kraftwerk zur Steckdose
In Kraftwerken wird Primärenergie in elektrische Energie umgewandelt. Beispiele für Energieträger, Primärenergien und wo diese in Elektrizität umgewandelt wird liefert folgende
Tabelle der Energietäger
| Energieträger | Primärenergie | wird in Elektrizität umgewandelt mit: |
| Wind | Windgenerator | |
| Sonnenstrahlungswärme | Sonnenwärmekraftwerk (Paraboloidkraftwerke) | |
| Sonnenstrahlen | Photovoltaikanlage | |
| Wasser | Wasserkraftwerk an einem Staudamm, Wassermühle, Gezeitenkraftwerk | |
| Gas | Wärme | Gaskraftwerk |
| Kohle | Wärme | Kohlekraftwerk |
| Holz | Wärme | Frischholzkraftwerk |
| Öl | Wärme | Wärmekraftwerk betrieben mit Öl |
| Uran | Wärme | Wärme durch Kernspaltung im Atomkraftwerk |
| Erdwärme | Geothermiekraftwerk, Wärmepumpe |
Es gibt noch viele andere Möglichkeiten elektrische Energie zu gewinnen und es werden immer wieder neue erfunden. Auf Schiffen, die mit Dieseltreibstoff oder Schweröl angetrieben werden, erzeugen Dieselgeneratoren gleichzeitig elektrische Energie. Beim Fahrradfahren erzeugst du selber elektrische Energie. Deine mechanische Energie wandelt der Dynamo bzw. Nabengenerator in elektrische Energie um, so dass du mit Licht fahren kannst.
Frage: Welche dieser Kraftwerke hast du schon einmal gesehen?
Hochspannungsleitungen bzw. Erdleitungen, also dicke Kabel unter der Erde, transportieren den Strom über weite Strecken. Dann wandeln Umspannwerke den Strom um und so gelangt er schließlich in die Häuser. Dort misst ein Elektrizitätszählers, wie viel Energie die Bewohner verbrauchen, damit man weiß, was sie bezahlen müssen.
Wie funktioniert ein Kohlekraftwerk?
Anhand des Kohlekraftwerks erkläre ich hier, wie Wärme in mechanische Energie und diese in elektrische Energie umgewandelt wird.
Als erstes wird in einem Kohlekraftwerk Kohle verbrannt. Dadurch wird Wasser erhitzt. Es wird zu Dampf und 500 0C heiß. Diesen Dampf leitet man in die Turbine. Dort dehnt er sich aus. Er drückt auf die Turbine. Dadurch drehen sich die Turbinenrädern. Also wird aus Wärme mechanische Energie. Diese mechanische Energie wandelt der Generator in elektrische Energie um. Der Dampf kühlt sich dabei auf ca. 30 0C ab. In einem zweiten Wasserkreislauf wird der Dampf gekühlt. Dabei schlägt der Dampf als Wasser nieder. Er kondensiert und gibt Kondensationswärme ab. Diese heizt einen Fluss oder die Luft im Kühlturm auf. Die anfallende Abwärme ist im Verhältnis zur Nutzarbeit sehr groß. Von 1 t Kohle werden nur ca. 450 kg zum erzeugen mechanischer Arbeit und elektrischer Energie verwertet, 550 kg heizen die Luft oder den Fluss auf.
Kohlekraftwerke sind sehr umweltschädlich. Trotz hochwertiger Filter- und Reinigungsanlagen werden Schwefelgase, Sickoxide und Feinstaub in hohem Maße an die Luft abgegeben. Zusätzlich werden Unmengen an CO2, das Klimakillergas emittiert. Es wird höchste Zeit, dass wir uns um umweltfreundlichere Energiegewinnungsmethoden kümmern.
Hier finden Sie eine Übersicht über weitere Beiträge zum Thema Elektrizität und Wärme darin auch Links zu Aufgaben.