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Das Wärmekraftwerk (mit fossilen Brennstoffen)

Das Wärmekraftwerk (mit fossilen Brennstoffen)

Ein Wärmekraftwerk wandelt thermische Energie in elektrische Energie um.

Erdkunde

Schlagwörter

Wärmekraftwerk, Kohlenwasserstoff, Energiequelle, Energieproduktion, elektrischer Strom, Verbrennung, Fossil, erneuerbar, Kraftwerk, Turbine, Generator, Energie, Treibhauseffekt, Luftverschmutzung, Umweltverschmutzung, Erdkunde

Verwandte Extras

3D-Modelle

Wärmekraftwerk

  • Öltank
  • Gastank
  • Gasleitung
  • Heizkessel
  • Transformator

Das Wärmekraftwerk verfeuert fossile oder erneuerbare Energieträger und wandelt die bei der Verbrennung entstehende Energie in elektrischen Strom um. Der traditionelle Brennstoff ist Steinkohle oder Kohlenwasserstoffe (Erdöl, Erdgas), heutzutage steigt aber der Anteil der aus der Verbrennung von Energiepflanzen, Abfallstoffen gewonnenen Wärme immer mehr. Eigentlich zählen auch die Kernkraftwerke dazu, in denen die bei der Kernspaltung freiwerdende Wärme genutzt wird.

In Wärmekraftwerken wird die chemisch gebundene Energie des Energieträgers (in Ölkraftwerken Erdöl Masut, in Gaskraftwerken Erdgas) durch Verbrennung in einem Kessel freigesetzt. Die in der Brennkammer des Kessels freiwerdende Energie nimmt das Wasserdampfsystem auf und es wird Dampf erzeugt. Der überhitzte Dampf wird in die Turbinen geleitet, die die mechanische Energie des Dampfes umwandeln, der Wasserdampf durchströmt die Turbine und treibt die Schaufelräder der Turbinen an. Die Turbinen treiben die (auf derselben Achse sitzenden) Generatoren an, die die Energie des Dampfes in elektrische Energie umwandeln.

Die Aufbereitung des durch die Turbine strömenden Wasserdampfes von großer Reinheit ist kostenintensiv, so ist es verständlich, dass nicht dieser zu den Wohnungen und Industriebetrieben zur Wärmeversorgung weitergeleitet wird, sondern durch einen Wärmetauscher auch ein so genannter zweiter Kreis an das System angeschlossen wird. Dementsprechend muss das Speisewasser, das energietragende Medium des Kraftwerksprozesses, aufbereitet werden (Wasseraufbereitungssystem). Der Kondensator kondensiert den entspannten Wasserdampf (entzieht die zum Abschluss des Kreislaufprozesses notwendige Energie) und das Speisewasser wird über die Speisepumpe wieder dem Dampfkessel zugeführt.

Anlage

  • Gasleitung
  • Gasturbine
  • Dampf
  • Generator
  • Dampfturbine
  • Kondensator
  • elektrischer Strom

Stromerzeugung mit Gas

  • Gastank
  • Gasleitung
  • Gasturbine
  • Generator
  • elektrischer Strom
  • Transformator

Stromerzeugung mit Öl

  • Öltank
  • Heizkessel
  • Dampf
  • Generator
  • Dampfturbine
  • Kondensator
  • elektrischer Strom
  • Transformator

Animation

Narration

In Wärmekraftwerken werden fossile Brennstoffe verbrannt und die so gewonnene Wärme wird zur Stromerzeugung verwendet. Bei den fossilen Brennstoffen kann es sich um Kohle, Erdöl oder Erdgas handeln.

Bei der Stromproduktion aus Erdgas gelangt das Gas aus dem Gastank durch Leitungen in die Turbine. Hier wird, um den Verbrennungsprozess zu unterstützen, dem Gas Luft beigemischt. Das Gas entzündet sich in der Turbine, in welcher es unter konstantem Druck fortlaufend verbrennt. Die heißen Gase treiben die Turbine an und diese treibt über eine Welle den Generator an. Der im Generator produzierte Strom fließt dann durch ein elektrisches Leitungssystem zum Transformator.

Bei der Stromerzeugung aus Erdöl wird die Turbine von heißem Dampf angetrieben, dessen Erhitzung durch die Erdölverbrennung erfolgt. Das Öl gelangt zuerst in eine Brennkammer und verbrennt dort. Die dabei entstehende Energie wird dann von Wasserdampf, der durch Rohrleitungen strömt, aufgenommen. Dieser Hochdruck-Hochtemperatur-Wasserdampf strömt durch das Rohrleitungssystem gegen die Schaufeln der Dampfturbine und treibt damit die Welle an. Die Turbinenwelle ist mit dem, den Strom produzierenden, Generator verbunden. Der entstandene Strom fließt in den Transformator.

In Erdöl- und Erdgas-Kraftwerken entstehen weniger umwelt- und gesundheitsschädliche Stoffe als in Kohlekraftwerken, deshalb müssten Letztere aus Gründen des Umweltschutzes durch Erdgaskraftwerke ersetzt werden. Bei der Verfeuerung von Erdöl und Erdgas entstehen Stickstoffoxid und Kohlenstoffdioxid, beim Verbrennen von Öl gelangt aber außerdem noch Schwefeldioxid in die Luft. Diese Verbrennungsprodukte verschmutzen die Luft und sind eine der Ursachen des Treibhauseffekts.

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