Wasserkraftwerk
Aufgabenstellung
In einem Wasserkraftwerk strömt Wasser aus einem höhergelegenen Reservoir (natürlicher oder künstlicher See, Zuleitungsgraben, Talsperre oder Ähnliches) durch eine (oder mehrere) Turbine(n). Die Turbinen wiederum treiben Generatoren an, die aus dieser Bewegung schließlich elektrischen Strom erzeugen. Die folgenden Aussagen befassen sich mit dieser Art der Stromerzeugung. Beurteilen Sie deren Richtigkeit.
| Aussage | Richtig | Falsch |
|---|---|---|
| In einem Wasserkraftwerk wird die mechanische Energie des Wassers in elektrische Energie umgewandelt. | ||
| Die maximal erreichbare elektrische Leistung wird durch die Durchflussmenge des Wassers (gemessen in \frac{\mathrm m^3}{\mathrm s}) bestimmt. Der Höhenunterschied zwischen Reservoir und Turbinen hat keinen Einfluss. | ||
| Die maximal erreichbare elektrische Leistung wird durch den Höhenunterschied zwischen Reservoir und Turbinen bestimmt. Die Durchflussmenge des Wassers hat keinen Einfluss. | ||
| Die abgegebene elektrische Leistung ist kleiner als die zugeführte mechanische Leistung des durch die Turbinen fließenden Wassers. |
Lösung
- In einem Wasserkraftwerk wird die mechanische Energie des Wassers in elektrische Energie umgewandelt.
- Richtig: Die mechanische Energie des Wassers liegt anfangs als potenzielle (aufgrund der erhöhten Lage des Reservoirs) und / oder kinetische (aufgrund der Fließgeschwindigkeit) vor.
- Die maximal erreichbare elektrische Leistung wird durch die Durchflussmenge des Wassers (gemessen in \frac{\mathrm m^3}{\mathrm s}) bestimmt. Der Höhenunterschied zwischen Reservoir und Turbinen hat keinen Einfluss.
- Falsch: Die maximal erreichbare Leistung wird bestimmt durch das Produkt von Durchflussmenge und Höhendifferenz.
- Die maximal erreichbare elektrische Leistung wird durch den Höhenunterschied zwischen Reservoir und Turbinen bestimmt. Die Durchflussmenge des Wassers hat keinen Einfluss.
- Falsch: Die maximal erreichbare Leistung wird bestimmt durch das Produkt von Durchflussmenge und Höhendifferenz.
- Die abgegebene elektrische Leistung ist kleiner als die zugeführte mechanische Leistung des durch die Turbinen fließenden Wassers.
- Richtig: Auch Wasserkraftwerke weisen in ihrer Energieumwandlung einen Wirkungsgrad <1 auf. Ein Teil der Energie geht stets durch dissipative Prozesse „verloren“.