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Generator

NEU!

Ein elektrischer Generator ist eine Maschine, die Bewegungsenergie in elektrische Energie umwandelt. Der Generator ist das Gegenstück zum Elektromotor, der elektrische Energie in Bewegungsenergie umwandelt. Er beruht auf dem von Michael Faraday 1831 entdeckten Prinzip der elektromagnetischen Induktion.

Geothermie

Aktualisiert!

wird auch als Erdwärme bezeichnet und ist die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeicherte Wärme.
 

Aufbau und Struktur des Erdinneren

Schaubild Aufbau und Struktur des Erdinneren

Geothermieanlagen nutzen heißes Wasser oder Dampf als Wärmeträger. Thermalwasserfelder liefern warmes Wasser mit Temperaturen unter 100 Grad Celsius, das in Form von warmen Quellen entweder an die Oberfläche tritt oder mittels spezieller Pumpen gefördert werden kann. Thermalwasserfelder lassen sich für Heilbäder, aber auch zum Heizen nutzen. Heißdampffelder liefern trockenen, häufig überhitzten Dampf, dessen Dampftemperaturen zwischen 125 und 245 Grad Celsius liegen. Dampf mit einem Druck von mehr als vier Bar und einer Temperatur ab 170 Grad Celsius eignet sich zur Elektrizitätserzeugung.

Bei der sogenannten Hot-Dry-Rock-Technik wird die Wärme von Gesteinsschichten genutzt. Sie ist also von unterirdischen Wasser- oder Dampfvorkommen unabhängig. Die schwierigste Aufgabe besteht darin, die Poren im Gestein durch Druck zu erweitern, sodass eine größere Wärmeübergangsfläche entsteht. Im Geothermielabor Groß Schönebeck wurden dazu zwei Forschungsbohrungen bis 4.300 und 4.400 Metern in das Erdinnere vorgenommen. Aus der ersten Bohrung soll heißes Wasser gefördert werden und die Turbinen des Versuchskraftwerks antreiben. Über die zweite Bohrung wird das abgekühlte Wasser wieder in den Untergrund verpresst.

Die drei Möglichkeiten der geothermischen Energiegewinnung

Schaubiuld Möglichkeiten der geothermischen Energiegewinnung

 

Funktionsprinzip einer geothermischen Anlage

Über eine Förderbohrung wird das Wasser aus der Tiefe gefördert und nach seiner thermischen Nutzung im Kraftwerk über die Injektionsbohrung in den Speicher geleitet. Das geförderte Wasser gibt im Kraftwerk seine Wärme über einen Wärmetauscher an einen Arbeitsstoff ab. Dieser treibt dann den Generator zur Stromerzeugung an.
 

Schaubild Funktionsprinzip einer geothermischen Anlage

 

In Deutschland wird derzeit (Stand: 2017) an 33 Geothermiestandorten Strom erzeugt. Das sind:

  • 30 Heizwerke (Wärmeproduktion inklusive Heizkraftwerke),
  • 9 Kraftwerke (Stromproduktion; inklusive Heizkraftwerke),
  • 6 Heizkraftwerke (Wärme und Strom).

Sie haben eine installierte Wäremeleistung von insgesamt 303,36 Megawatt und eine installierte elektrische Leistung von 36,9 Megawatt. Darüber hinaus befinden sich 2 Anlagen im Bau, 30 Anlagen sind in Planung und bei 4 Anlagen handelt es um Forschungsprojekte.

Gezeitenkraftwerk

nutzen den natürlichen Wechsel von Ebbe und Flut der sogenannten Tidengewässer, um Strom zu erzeugen. Die Gezeiten können genutzt werden:

  • in abgesperrten Buchten vor allem längs von Flussmündungen
  • bei ausreichend großem Unterschied des Wasserspiegels zwischen Ebbe und Flut, dem sogenannten Tidenhub.

Die Energie des im Wechsel ein- und ausströmenden Wassers wird, ähnlich wie bei einem Wasserkraftwerk, über Turbine und Generator in Strom umgesetzt. Ebenso können Meeresströmungen direkt an aufgeständerte Turbinen mit angeschlossenem Generator ihre Bewegungsenergie abgeben. Die technische Umsetzung ist vergleichbar mit der von Windkraftanlagen.

Gleichstrom

bezeichnet elektrischen Strom, dessen Stärke und Richtung sich nicht ändert. Bevorzugt wird Gleichstrom aus chemischen Elementen wie galvanischen Zellen, Akkumulatoren und Brennstoffzellen bezogen. Solarzellen können ebenfalls nur Gleichstrom erzeugen. Wenn Photovoltaikanlagen die von ihnen produzierte elektrische Energie ins öffentliche Stromnetz einleiten, muss ein Wechselrichter dazwischen geschaltet werden.

Grenzkuppelstellen

sind Netzverbindungsstellen zwischen zwei Ländern. Sie werden auch als Interkonnektoren bezeichnet und sind Teil der Übertragungsnetze.

Grundlast

Bezeichnung für den rund um die Uhr gleichbleibenden Stromverbrauch. Für diese Grundlast sind Kernkraftwerke, Kohlekraftwerke und Laufwasserkraftwerke 24 Stunden am Tag im Betrieb. Da der niedrigste Stromverbrauch meist nachts auftritt, wird die Höhe der Grundlast bestimmt von:

  • nachts produzierenden Industrieanlagen,
  • von der Straßenbeleuchtung sowie
  • von Dauerverbrauchern in Haushalt und Gewerbe

Darüber hinaus kann die Grundlast von Pumpspeicherkraftwerken erhöht werden, indem diese zu Schwachlastzeiten ihre Speicherbecken füllen.