Die erneuerbaren Energien - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 218

Tab. 6.10 Die mittleren Höhen derLandflächeauf derErdeundvon einigen ausgesuchtenRegionen
Region Erde Europa Amerika Asien

Mittlere Höhe (m) 500 300 700 950

Diese Menge an Fließwasser, also die Menge des strömenden Wassers, ist nicht sehr
groß, wenn man sie mit der gesamten auf der Erde vorhandenen Wassermenge vergleicht.
Es ist daher auch nicht so überraschend, dass dieser Menge nur eine geringe Menge an
Strömungsenergie entspricht.
Um ein Gefühl für die im Ablaufwasser enthaltene Energiemenge zu erhalten, vernach-
lässigen wir alle Reibungskräte, die beim Fließen des Wassers autreten können. Dann ist
die kinetische Energie der Wasserströmung gegeben durch die potenzielle Energie, welche
das Wasser am Beginn der Strömung besaß. Diese potenzielle Energie ergibt sich zu

W pot = mgh , (6.107)

s − die Erdbeschleu-
nigung ist. Für die mittlere Höhe des Wasseroberlaufs nehmen wir einen Wert h

kg die Masse des fließenden Wassers und g wobei m = ⋅ ≈ m ⋅

= m

über dem Meeresspiegel an. Dann macht ( 6.107 ) folgende Aussagen

J

W pot = ⋅ ⇒

(6.108)

kWh a − , Leistung P = , ⋅ ⋅

denn in den korrekten SI-Einheiten besitzt die Wassermenge eine Durchflussmasse von
m

s − .
Verglichen mit dem prognostizierten Primärenergiebedarf der Welt um das Jahr 2050
ist die in ( 6.108 ) angegebene Leistung sehr gering. In der Tat ist die von uns angenommene
mittlere Höhe h ebenfalls sehr gering. Die mittleren Höhen (über dem Meeresspiegel) der
Landflächen auf der Erde und von einigen ihrer Regionen sind in der Tab. 6.10 aufgeführt.
Diese Höhen sind im Mittel 5mal größer als angenommen. Die Leistung, die sich aus der
Strömungsenergie des Fließwassers wandeln lässt, hängt nach ( 6.107 ) linear von der Höhe
ab und könnte demnach auch 5mal größer sein.
Aufder anderen Seite haben wir bei der Berechnung die Reibungsverluste der Strömung
und den Wirkungsgrad der Energiewandlung vollständig vernachlässigt. Auf der P-Ebene
werden wir uns davon überzeugen, dass durch die Anlageform von Wasserkratwerken die
Reibungsverluste minimiert werden können, und dass der Wirkungsgrad von der Größe
η Wd ≈

kg = , ⋅ ⋅

, ist. Dies ist, verglichen mit den Wirkungsgraden der Wandlung aus den an-
deren, bisher besprochenen Formen erneuerbarer Energien, ein extrem hoher Wert und
macht die Wasserkrat zur herausragenden Form erneuerbarer Energie. Leider gibt es an-
dere Faktoren, die ihren optimalen Ausbau beschränken:

• Ökologische Gründe, wie zum Beispiel der Landschatsschutz oder die Erhaltung einer
hohen Fließgeschwindigkeit, verbieten die Anlage von Wasserkratwerken.