Ein Kraftwerk wurde früher als Elektrizitätswerk bezeichnet. Der Name ist Programm und es wird deutlich, dass hier Strom produziert wird. Was aber damals nur im Großen ging, ist heute auch für private Nutzer möglich.
Inhaltsverzeichnis: Das erwartet Sie in diesem Artikel
Kleine und große Kraftwerke: Strom für alle?
In Zeiten, in denen immer wieder über eine nicht ausreichende Stromversorgung gesprochen und gleichzeitig die Zahl der Abnehmer unter anderem durch E-Autos erhöht wird, scheint es nur logisch, sich selbst um den benötigten Strom zu kümmern. Dabei haben moderne Anlagen den Vorteil, dass sie zusätzlich zum Strom auch thermische Energie produzieren können. Die Wärme, die hier bereitgestellt wird, kann zur Erzeugung von Warmwasser oder für das Beheizen von Immobilien genutzt werden. Private Nutzer haben neuerdings sogar die Möglichkeit, eigene kleine Kraftwerke installieren zu lassen. So können sie unter anderem mit dem Balkonkraftwerk bares Geld sparen.
Balkonkraftwerke bieten Strom für jeden Haushalt
Ein Balkonkraftwerk nutzt zwei Solarpanels, die an Geländern, auf Terrassen oder auf Dachflächen montiert werden.
Über die gesammelte Energie der Sonne und somit unter Nutzung erneuerbarer Energien kann der Strombedarf eines ganzen Haushalts gedeckt werden.
Dies senkt die Kosten, die dank ständig steigender Strompreise immer weiter in die Höhe schnellen. Wenigstens der Stromgrundbedarf kann auf diese Weise gedeckt werden.
Bei Vielverbrauchern oder einer Großfamilie kann es notwendig sein, dass zusätzlich Strom eingespeist werden muss.
Der große Vorteil eines Balkonkraftwerkes: Es kann sogar ohne Hilfe eines Elektrikers mit ein wenig handwerklichem Geschick zusammengebaut und auf einem Ständer montiert werden. Der Schuko-Stecker kann in eine normale Steckdose gesteckt werden.
Jetzt ist es möglich, den Strom direkt in das Hausnetz einzuspeisen, was allerdings von der Sonne abhängig ist. Regentage lassen die Stromerzeugung deutlich sinken. Die Spannung der Anlage ist ein wenig höher als die, die aus dem herkömmlichen Netz kommt.
Daher werden erst einmal die aktiven Verbraucher eines Haushalts mit dem selbst erzeugten Strom versorgt. Der Rest kann dann in das öffentliche Netz eingespeist werden, eine Rückvergütung durch das Energieversorgungsunternehmen gibt es jedoch nicht.
Die großen Vorteile: Zum einen werden natürlich Kosten gespart, zum anderen können CO2-Emissionen deutlich reduziert werden.
Ein Balkonkraftwerk nutzt zwei Solarpanels, die an Geländern, auf Terrassen oder auf Dachflächen montiert werden. ( Foto: Adobe Stock- Astrid Gast )
Kraftwerke für die Industrie
Was im Kleinen funktioniert, ist lediglich das Abbild der großen Kraftwerke. Dort wird mechanische Energie über Generatoren in elektrische Energie verwandelt. Diese wiederum kann in das öffentliche Netz eingespeist und an die Nutzer verteilt werden. Solche Kraftwerke sind damit Versorger der Haushalte, der Gewerbe- und Industrieunternehmen.
Folgende Energien werden für den Betrieb der Generatoren genutzt:
- kinetische Energie durch Wind- und Wasserkraftwerke
- thermische Energie durch Sonnenwärme-, Geothermiekraftwerke und solche, die nicht erneuerbare Energien nutzen
- Kernenergie
Die eingesetzten Primärenergien durchlaufen eine Energieumwandlungskette, um schlussendlich in elektrische Energie gewandelt zu werden. Dabei sind die Wirkungsgrade je nach Primärenergie unterschiedlich hoch.
Mini-Kraftwerke sind in der Lage, Ein- oder Mehrfamilienhäuser zuverlässig mit Strom zu versorgen. ( Foto: Adobe Stock-FrankBoston )
Verschiedene Komponenten kommen in Kraftwerken zum Einsatz.
Hier einige Beispiele:
- Maschinentransformator zur Umformung der Spannung aus dem Generator in Hochspannung
- Leitstand zur Zusammenstellung von Messwerten und Steuerung von Pumpen, Armaturen und Hilfsantrieben
- Brandschutzeinrichtungen
- Dampfkessel in Dampfkraftwerken
- Maschinenhaus, Treibgutrechen, Wasserturbine und mehr im Wasserkraftwerk
Mini-Kraftwerke für zu Hause
Es soll selbstgemachter Strom sein, der den Haushalt versorgt? Moderne Mini-Kraftwerke wie das eingangs beschriebene Balkonkraftwerk bieten die Möglichkeit dazu.
Auch diese können neben Strom Wärme erzeugen, wobei das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung genutzt wird. Solche Mini-Kraftwerke sind effizienter als die großen Anlagen und nutzen die eingesetzten Brennstoffe gut aus.
Die Wirkungsgrade, die in der Praxis erreicht werden, liegen bei rund 90 Prozent.
Ein Gas-und-Dampf-Kraftwerk hingegen kommt gerade einmal auf 60 Prozent, Kohlekraftwerke bringen eine Leistung bzw. einen Wirkungsgrad von lediglich 45 Prozent.
Verschiedene Arten von Mini-Kraftwerken können im privaten Bereich eingesetzt werden:
- Motorische Mini-Kraftwerke mit nicht erneuerbaren oder erneuerbaren Energien als Ausgangsstoffe
- Mini-Kraftwerke mit Brennstoffzellentechnik zur Erzeugung von Strom und Wärme
- Photovoltaikanlagen
Mini-Kraftwerke sind in der Lage, Ein- oder Mehrfamilienhäuser zuverlässig mit Strom zu versorgen. Entsprechende Anlagen können dabei auf erneuerbare Energien setzen und in Zeiten geringerer Leistung auf andere Primärenergielieferanten zurückgreifen.
Das Kernkraftwerk Emsland wartete mit einer Nennleistung von rund 1.400 Megawatt auf. (Foto: Adobe Stock-eyetronic)_
Die Leistung verschiedener Kraftwerke: „Watt“ können die eigentlich?
Wenn Informationen zur Leistung verschiedener Kraftwerke gesucht werden, lässt sich feststellen, dass es keine genauen Daten gibt. Alle Anlagen, egal ob Atom- oder Windkraftwerk, müssen einen schwankenden Energieausstoß hinnehmen.
Unterschieden wird daher immer zwischen der sogenannten Nennleistung, welche die höchste Leistung darstellt, und der tatsächlichen Leistung, die im laufenden Betrieb gemessen wird.
In jedem Fall wird diese in Watt gemessen und angegeben. Dabei entspricht ein Watt ungefähr der Energie, die benötigt wird, um ein Gramm Wasser bzw. einen Milliliter Wasser in nur einer Minute um 14,3 °C zu erhitzen.
Informationen zur Leistung verschiedener Kraftwerke
Das Kernkraftwerk Emsland wartete mit einer Nennleistung von rund 1.400 Megawatt auf. Damit gehörte es zu den mittleren Kraftwerken und stellte rund elf Milliarden Kilowattstunden Strom pro Jahr bereit. Insgesamt wurden mehr als 3,5 Millionen Haushalte damit versorgt. Im Zuge der Umsetzung grüner Energiepolitik wurde das Kernkraftwerk im April 2023 endgültig abgeschaltet.
Rund 3.500 Haushalte können in einem Jahr mit dem Strom, der aus einer Windkraftanlage stammt, versorgt werden. ( Foto: Adobe Stock-Andrey_Lobachev)
Geht es um Informationen zur Leistung verschiedener Kraftwerksarten, darf das Kohle- und Erdgaskraftwerk nicht fehlen. Sie werden mit fossilen Energieträgern befeuert und arbeiten mit Kohle und Erdgas. Je nachdem, wie groß diese Kraftwerksvarianten sind, können sie unterschiedlich viele Haushalte mit Strom beliefern. Das Kohlekraftwerk Moorburg liefert aktuellen Informationen zufolge rund elfeinhalb Terrawattstunden Strom pro Jahr und kann damit fast den gesamten Strombedarf der Hansestadt Hamburg decken.
Rund 3.500 Haushalte können in einem Jahr mit dem Strom, der aus einer Windkraftanlage stammt, versorgt werden. Die Werte können allerdings schwanken, daher lässt sich die genaue Leistung wenig zuverlässig angeben. Abhängig sind sie unter anderem vom Standort des Windkraftwerkes und von der Größe desselben. Die durchschnittliche Nennleistung liegt bei sechs Megawatt. Es wird davon ausgegangen, dass ein modernes Windrad rund zehn Gigawattstunden im Jahr erzeugen kann.
Geht es um die Leistung verschiedener Anlagen, darf auch die Solaranlage nicht fehlen. Auch hier hängen die genauen Werte vom jeweiligen Standort ab und davon, welche Technologie verwendet worden ist. Um einen Haushalt mit Strom zu versorgen, werden rund 40 m² Fläche gebraucht, wenn von der üblichen Sonneneinstrahlung in unseren Breitengraden ausgegangen wird.
Und welche Leistung hat eine Photovoltaikanlage, die im Prinzip auch zu den Kraftwerken zählt? Hier wird pro installiertem Kilowatt-Peak von 800 bis 1.200 Kilowattstunden ausgegangen. Um den Strombedarf eines Hauses zu decken, kommt es auf die ideale Lage der Photovoltaik-Platten ebenso an wie auf die verfügbare Dachfläche. Wird zu viel Strom produziert, wird dieser am Ende in das öffentliche Netz eingespeist. Wie auch bei großen Anlagen hängt die Leistung der Photovoltaik-Anlage für zu Hause unter anderem auch von der Anzahl der Sonnentage ab.
