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Heute wird der größte Teil des weltweiten Stroms durch turbinengetriebene Generatoren erzeugt.
Wasserturbinen
Diese Kraftmaschinen bestehen aus einer Führungseinrichtung und dem Laufrad. In den Leitschaufeln des Laufrades wird das durchströmende Wasser mit einer Richtungsgeschwindigkeit versehen. Das Wasser fließt durch das Laufrad auf die folgenden Schaufeln des Laufrades. Hier ändert sich der Betrag und die Richtung der gerichteten Geschwindigkeit. Bei diesem Vorgang, auch Aktionseffekt genannt, überträgt Wasser prinzipiell seine potentielle Energie (in der Physik ist potentielle Energie die Energie, die ein Körper aufgrund seiner Lage relativ zu anderen besitzt, Spannungen in sich selbst, elektrische Ladung und andere Faktoren) (z.B. abhängig von der Fallhöhe) auf das Laufrad. Diese mechanische Energie wird an die nachfolgende Übertragungskette weitergegeben.
In Dampfturbinen wird die Druckenergie von Hochdruck-Heißdampf auf Schaufelrädern in mechanische Energie umgewandelt. Dampfturbinen werden in Kernkraftwerken und auf Schiffen eingesetzt, wo sie in Verbindung mit brennstoffbeheizten Dampferzeugern Strom erzeugen. Bei der Kraft-Wärme-Kopplung (Kraft-Wärme-Kopplung oder Kraft-Wärme-Kopplung ist die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Nutzwärme durch einen Heizkraftwerk) Anlagen, die sowohl Prozesswärme (Wärme zur Nutzung in technischen Prozessen) al
s auch Strom erzeugen, wird im Dampferzeuger Dampf unter hohem Druck erzeugt (Ein Kessel ist ein geschlossener Behälter, in dem Wasser oder anderes Fluid erhitzt wird), der sich in der Turbine grundsätzlich auf den im technischen Prozess erforderlichen Druck und die erforderliche Temperatur ausdehnt. Dampfturbinen können in kombinierten Prozesskreisläufen mit Dampferzeugern eingesetzt werden.
Industrieanlagen werden unter anderem zum Antrieb von Maschinen, Pumpen, Kompressoren und elektrischen Generatoren eingesetzt.
Das Leistungsspektrum dieser Anlagen reicht von wenigen Kilowatt bis über 1300 Megawatt. Der Betrieb der Dampfturbine (Eine Dampfturbine ist ein Gerät, das dem unter Druck stehenden Dampf Wärmeenergie entzieht und diese für mechanische Arbeiten an einer rotierenden Abtriebswelle verwendet) basiert auf thermodynamischen Prinzipien (siehe Thermodynamik (Thermodynamik ist ein Wissenschaftszweig, der sich mit Wärme und Temperatur und ihrem Verhältnis zu Energie und Arbeit beschäftigt)). Während des Expansionsprozesses sinkt die Temperatur des Dampfes und seine innere Energie sinkt. Dabei wird die innere Energie (in der Thermodynamik ist die innere Energie eines Systems die im System enthaltene Energie, ausgenommen die kinetische Bewegungsenergie des Gesamtsystems und die potentielle Energie des Gesamtsystems durch äußere Kraftfelder) in mechanische Energie umgewandelt, so dass eine große Menge an Arbeitsenergie direkt gewonnen wird.
Energiewirtschaft, alle Wirtschaftszweige, die an der Erzeugung, Umwandlung und Verteilung von Primärenergie beteiligt sind (Primärenergie ist eine in der Natur vorkommende Energieform, die keinem Umwandlungsprozess unterzogen wurde) (z.B. Erdöl (Erdöl ist eine natürlich vorkommende, gelb-schwarze Flüssigkeit, die in geologischen Formationen unter der Erdoberfläche gefunden wird, die gewöhnlich zu verschiedenen Arten von Brennstoffen raffiniert wird), Erdgas (Erdgas ist ein natürlich vorkommendes Kohlenwasserstoffgasgemisch, das hauptsächlich aus Methan besteht, aber gewöhnlich unterschiedliche Mengen anderer höherer Alkane und manchmal einen geringen Anteil an Kohlendioxid , Stickstoff, Schwefelwasserstoff oder Helium enthält), Kohle, Uranerz, Wasserkraft ) oder Sekundärenergie (e.g. Benzin, Heizöl (Heizöl oder Ölwärme ist ein niedrigviskoses, flüssiges Erdölprodukt, das als Heizöl für Öfen oder Heizkessel in Gebäuden verwendet wird), standardisierte Gase, Strom, Kohlekoks). Neben dem Bergbau und der Eisen- und Stahlindustrie ist die Energiewirtschaft Teil der Grundstoffindustrie, deren Ziel es ist, den Energiebedarf auf verschiedenen Ebenen der Gesellschaft und der Wirtschaft möglichst sicher und profitabel zu decken. Da die Energieversorgung ein Grundbedürfnis befriedigt, aber eine produktionsbedingte Standortabhängigkeit zur Bildung von Monopolen führen könnte, greift der Staat im Rahmen der Energiepolitik in die Marktaktivitäten im Energiesektor ein.
Dementsprechend lehnen sowohl private als auch öffentliche Unternehmen in der Bundesrepublik Deutschland die allgemeine Energieversorgung ab. Obwohl Kohle und Öl auch in naher Zukunft zu den wichtigsten Energieträgern gehören werden, sind ihre Vorkommen begrenzt, was die Suche nach alternativen Energiequellen (z.B. durch Wasser oder Solarenergie (Solarenergie ist strahlendes Licht und Wärme von der Sonne , die durch eine Reihe sich ständig weiterentwickelnder Technologien wie Solarthermie, Photovoltaik , Solarthermie, Solararchitektur, Salzschmelzkraftwerke und künstliche Photosynthese genutzt wird) erzwingt. Die Nutzung der Kernenergie ist in der Bevölkerung wegen möglicher Gefahren nach wie vor umstritten. Weltweit macht die Wasserkraft rund ein Viertel der gesamten Energieerzeugung aus und gewinnt weiter an Bedeutung. In einigen Ländern ist die Wasserkraft die wichtigste Stromquelle. Norwegen (Norwegen oder ), offiziell das Königreich Norwegen, ist eine souveräne und einheitliche Monarchie, deren Territorium den westlichen Teil der skandinavischen Halbinsel sowie die Insel Jan Mayen und den Archipel von Svalbard umfasst) (99 Prozent), Zaire (Demokratische Republik Kongo , auch bekannt als DR Kongo, DRC, DROC, Ostkongo, Kongo-Kinshasa, oder einfach der Kongo ist ein Land in Zentralafrika) (97 Prozent) und Brasilien (96 Prozent) sind an der Spitze. In Deutschland werden nur etwa vier Prozent des Stroms aus Wasserkraft erzeugt. Der Itaipu (der Itaipu-Staudamm ist ein Wasserkraftwerk am Paraná-Fluss an der Grenze zwischen Brasilien und Paraguay) – Kraftwerk in Parana(der Paraná-Fluss ist ein Fluss in Südamerika, der durch Brasilien , Paraguay und Argentinien für einige) , der Grenzfluss zwischen Brasilien (Brasilien, offiziell die Föderative Republik Brasilien), ist das größte Land in Südamerika und Lateinamerika ) und Paraguay (Paraguay, offiziell die Republik Paraguay, ist ein Binnenland in Zentral-Südamerika, angrenzend an Argentinien im Süden und Südwesten, Brasilien im Osten und Nordosten und Bolivien im Nordwesten), das 1982 offiziell eingeweiht wurde, ist das mächtigste der Welt (12600 Megawatt bei voller Leistung). Die Kraftwerke sind auf ein großes, höheres Wasserreservoir angewiesen, in dem der Wasserfluss geregelt und ein nahezu konstanter Wasserstand gehalten werden kann. Das Wasser fließt durch Druckleitungen, die durch Ventile oder Schütze so gesteuert werden, dass der Durchfluss dem Kraftbedarf entspricht. Das Wasser fließt dann in die Turbinen und verlässt sie wieder durch die sogenannte Hinterschneidung. Die Generatoren sind direkt über den Turbinen auf vertikalen Wellen montiert. Die Auslegung der Turbinen ist abhängig von der jeweiligen Förderhöhe, wobei bei großen Turbinen sogenannte Francisturbinen und bei kleinen Förderhöhen Propellerturbinen eingesetzt werden.
Im Gegensatz zu Speicheranlagen, die von der Ansammlung großer Wassermengen abhängig sind, gibt es einige Beispiele, bei denen sowohl die Steigung als auch die konstante Durchflussmenge ausreichen, um so genannte Laufwasserkraftwerke zu betreiben. Ein solches Kraftwerk ist die gemeinsame Anlage der USA und Kanadas an den Niagarafällen (Niagarafälle ist der Sammelbegriff für drei Wasserfälle, die die internationale Grenze zwischen Kanada und den Vereinigten Staaten, genauer gesagt zwischen der Provinz Ontario und dem Staat New York , überspannen). 1880 wurden in Northumberland, England, Kraftwerke zur Stromerzeugung gebaut.
In Solarturmkraftwerken reflektieren eine Reihe von Hohlspiegeln auf computergesteuerten Heliostaten die Sonnenstrahlen und fokussieren sie auf einen zentralen Strahlungsempfänger, der auf dem sogenannten Solarturm installiert ist (Der Solarturm, auch bekannt als”Zentralturm”-Kraftwerke oder”Heliostat”-Kraftwerke oder -Kraftwerke, ist eine Art Solarofen mit einem Turm zur Aufnahme des gebündelten Sonnenlichts). Wasser oder andere Wärmeübertragung (Wärmeübertragung ist der Austausch von Wärmeenergie zwischen physikalischen Systemen) dort werden Medien erwärmt. Der entstehende Dampf kann in konventionellen Kraftwerken in Strom umgewandelt werden.