Mechatronik Modul 2 - ADAM - Leonardo da Vinci Projects and ...

118
Minos
Elektrische Antriebe und Steuerungen
3.3 Grundlagen der Stromversorgung
3.3.1 Stromerzeugung
Mit dem Begriff Stromerzeugung ist die Umwandlung anderer Energieformen
in elektrische Energie gemeint. Eine direkte Erzeugung von Energie
ist nicht möglich.
Da das Speichern von elektrischer Energie im großen Maßstab nicht
möglich ist, muss der elektrische Strom immer zu dem Zeitpunkt erzeugt
werden, in dem er verbraucht wird.
In Deutschland wird ein Großteil der elektrischen Energie in Kohle- und
Kernkraftwerken erzeugt. Diesen beiden Kraftwerkstypen ist gemein, dass
durch Wärme aus Wasser heisser Wasserdampf erzeugt wird. Mit diesem
Wasserdampf werden Turbinen angetrieben, die wiederum mit Generatoren
gekoppelt sind. Diese erzeugen schließlich die elektrische
Energie.
Das Erzeugen großer Dampfmengen kann nicht so schnell verändert
werden. Deshalb werden Kraftwerke, in denen der Dampf durch Verbrennen
von Kohle erzeugt wird, als Mittellastwerke eingesetzt. Kernkraftwerke
arbeiten als Grundlastwerke, da in diesen das Hochfahren
wesentlich komplizierter ist.
Gasturbinenkraftwerke haben nur kurze Anlaufzeiten und werden im
Mittellastbereich oder als Spitzenlastwerk eingesetzt. Bei ihnen treibt eine
Gasturbine den Generator an.
Zu den regenerativen Energieerzeugern gehören Wasser- und Windkraftwerke.
Auch bei diesen Kraftwerken wird mit einer Turbine oder dem
Rotorblatt ein Generator angetrieben.
Ohne einen Generator kommen Solarkraftwerke mit Fotovoltaik aus. In
den Solarzellen wird direkt aus dem Licht elektrische Energie gewonnen.
Solarthermische Kraftwerke dagegen erzeugen wiederum Dampf,
mit dem Turbinen und Generatoren angetrieben werden.
Eine weitere Möglichkeit, ohne den Einsatz eines Generators elektrische
Energie zu erzeugen, besteht bei Brennstoffzellen. Hier reagiert Wasserstoff
mit Sauerstoff zu Wasser, wobei eine elektrische Spannung erzeugt
wird. Im großen Maßstab werden Brennstoffzellen aber noch nicht
zur Energieerzeugung eingesetzt.
Das Speichern elektrischer Energie wird vor allem mit Pumpspeicherwerken
durchgeführt. Überschüssige Energie wird genutzt, um Wasser
in höher gelegene Becken zu fördern. Zu Spitzenbedarfszeiten wird damit
über Turbinen wieder elektrische Energie erzeugt.