KinderwissenKraft aus Wasser

Wasser hat eine gewaltige Kraft. Das wird uns bewusst, wenn wir Bilder von Überflutungen und Flüssen nach starken Regenfällen sehen, die alles an Gebäuden, Pflanzen, Straßen und Brücken mit sich reißen. Doch wir Menschen können die Kraft des Wassers auch lenken und sie uns zunutze machen. Bereits vor 5.000 Jahren nutzten die Menschen in China die Wasserkraft, im alten Ägypten und Mesopotamien wurden Schöpfräder verwendet, um die Felder zu bewässern. Nicht nur Römer und Griechen bedienten sich der Wasserkraft, um Geräte anzutreiben. Auch in Europa nördlich der Alpen wurden an Bächen und Flüssen Wasserräder gebaut, um zum Beispiel Mahlwerke anzutreiben. An anderen Orten betrieb man auch Sägen oder Hammerwerke mit der Kraft des Wassers.

In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden die ersten Versuche unternommen, Strom aus der Kraft des Wassers zu generieren. Dazu nutzte man die Gesetzmäßigkeit aus, dass ein rotierender Magnet elektrischen Strom erzeugt. Erste praktische Versuche hierzu unternahmen der französische Gerätebauer Hippolyte Pixii sowie der englische Physiker Michael Faraday, die mit ihren Apparaturen nachwiesen, dass sich bewegende Magneten einen Induktionsstrom erzeugten.

Als Erfinder eines Generators ohne einen Permanentmagneten wird der deutsche Physiker Werner von Siemens genannt. Siemens beschrieb in seinen Arbeiten das „dynamoelektrische Prinzip“ und entwickelte einen ersten Generator, der etwa so ähnlich funktionierte, wie ihr es von einem Fahrraddynamo kennt: Inmitten gewickelter Spulen aus elektrisch leitendem Draht (Kupfer) dreht sich ein Eisenkern und induziert Strom.

Vor Siemens hatten bereits der Ungar Ányos Jedlik und der Däne Sören Hjorth ähnliche Apparaturen konstruiert, das Funktionsprinzip allerdings nicht theoretisch beschrieben.

Wie elektromagnetische Generatoren funktionieren auch die großen Turbinen in Wasserkraftwerken.

Das Wort Turbine kommt übrigens vom lateinischen „turbare“ – sich drehen. Hier wird auf große Schaufeln – ähnlich wie bei einem Wasserrad – das Wasser geleitet. Die Drehbewegung der Turbine erzeugt im Generator Strom, der dann in unser elektrisches Netz eingespeist wird.

Das größte Wasserkraftwerk in Luxemburg finden wir am Obersauer-Stausee. In der Staumauer wird hier das Wasser über Röhren auf die Turbine geleitet und Strom erzeugt. Auch etwas weiter flussabwärts gibt es noch einmal drei Krafthäuser an Wehren, in denen mit dem fließenden Wasser Strom erzeugt wird.

Weitere Wasserkraftwerke in Luxemburg gibt es in Vianden (Our-Stausee) sowie in Grevenmacher und Stadtbredimus an der Mosel.

Strom aus Wasserkraftwerken zählt zu den erneuerbaren Energien, weil sich die Wasserreserven durch die Niederschläge immer wieder ergänzen und so mit ihrer Kraft Strom produzieren können.

Um selbst auszuprobieren, wie solch eine Wassermühle oder gar eine Turbine funktioniert, können wir selbst ein Wasserrad bauen. Dazu brauchen wir einen Weinflaschenkorken, zwei etwa zehn Zentimeter lange Nägel, einen alten, in „Flügel“ zerschnittenen Joghurtbecher. In die Längsseite des Korkens schneiden wir kleine Schlitze, dahinein stecken wir die Plastikflügel des Bechers. In die Kreisseiten des Korkens bohren wir mittig je ein Loch, in das wir die Nägel stecken. Nun brauchen wir nur noch einen Bach oder ein anderes fließendes Gewässer. Dort können wir mit zwei Astgabeln eine Halterung ins Bachbett drücken. In die Gabelung des Astes legen wir jetzt unsere Nägel, die als Achse des Wasserrades dienen, so auf, dass unsere „Wasserschaufeln“ ins fließende Wasser reichen. Schon dreht sich unser Wasserrad. (Anstelle des Joghurtbechers, kann man natürlich auch dünne Holzbrettchen als Radflügel nehmen.)