Wanderer auf dem ENSO-Energie-Erlebnispfad
Das Wasserkraftwerk Seifersdorf mit Infobereich am ENSO-Energie-Erlebnispfad ist ein beliebtes Wanderziel. Hier ist zum Beispiel Christa Rödig, Kreiswegewartin im Landkreis Sächsische Schweiz – Osterzgebirge, mit ihrem Mann unterwegs.

Welche Aufgabe übernehmen Turbine, Generator und Motor bei der Erzeugung und Nutzung von Strom? In meinem Beitrag erfahren Sie es. Und wenn Sie ihn aufmerksam lesen, haben Sie die Chance, eine Familientageskarte für die Weißeritztalbahn im Wert von 60 Euro zu gewinnen!

Die Turbine – Stromerzeuger Nr. 1

„Wie funktioniert eigentlich ein Fahrraddynamo?“, will meine Tochter während einer Radtour auf dem ENSO-Energie-Erlebnispfad in Richtung Wasserkraftwerk Seifersdorf wissen. „Ein Dynamo ist so etwas wie ein Mini-Kraftwerk, das du mit deiner Muskelkraft antreibst“, antworte ich, „in ihm wird mechanische Energie in elektrischen Strom umgewandelt.“

Blick auf das Wasserkraftwerk Seifersdorf
Das WKW Seifersdorf ist das kleinste ENSO-Wasserkraftwerk. Es ging 1911 als Geichstromerzeuger mit einer maximalen Leistung von 50 Kilowatt in Betrieb.

Ähnlich ist es bei den Turbinen, die wir uns gleich im Wasserkraftwerk (WKW) Seifersdorf ansehen werden. Nur ist da der Antrieb nicht Muskelkraft, sondern eben Wasser. Andere Kraftwerke nutzen Kohle, Biomasse oder Atomkraft. In Kohle-, Biomasse- oder Atomkraftwerken entsteht bei der Verbrennung bzw. Kernspaltung Hitze, durch die Wasser zu Dampf wird. Strömt dieser mit hohem Druck durch die Turbine, setzt sie sich in Bewegung.

Auch eine Windkraftanlage ist eine riesige Turbine. Fast der gesamte elektrische Strom auf der Erde wird mit Hilfe von Turbinen erzeugt. Lediglich Photovoltaikanlagen kommen zur Stromerzeugung ohne sie aus.

Im Ausstellungsbereich des Wasserkraftwerks Seifersdorf angekommen, erwartet uns eine große Francis-Schachtturbine, die sich hier bis 2002 gedreht hat – 91 Jahre lang. In den meisten Wasserkraftwerken ist so eine Turbine verbaut. Es gibt aber auch andere Arten. Sie unterscheiden sich durch ihre Form und dadurch, wie der Energieträger einströmt und auf die Turbinenschaufeln trifft. Turbine kommt übrigens vom lateinischen Wort ‚turbare’ für ‚drehen’.

Der Generator – das Herzstück jedes Kraftwerks

Meine Kinder staunen und fragen weiter „Wie macht die Turbine den Strom?“ „Den macht nicht die Turbine, sondern der Generator. ‚Generator’ ist lateinisch und heißt ‚Erzeuger’“, sage ich, während wir zu den Experimentiertischen gehen.

Erlebnisbereich Wasserkraftwerk Seifersdorf
Das Wasserkraftwerk Seifersdorf mit Infobereich am ENSO-Energie-Erlebnispfad ist ein beliebtes Wanderziel. Es besitzt eine gebäudeintegrierte Solaranlage mit insgesamt 21 Modulen.

„Aber Energie kann doch gar nicht erzeugt, sondern nur umgewandelt werden“, bringt mein Sohn seine Physikkenntnisse an. Recht hat er. Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die Gesamtenergiemenge in einem System immer gleichbleibt und Energie nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden kann. Der Generator wandelt die Energie, die in der Turbinenbewegung steckt, in elektrische Energie um.

Anhand der Experimente erkläre ich das Prinzip der elektromagnetischen Induktion: Dreht sich – dank der wasserkraftgetriebenen Turbine – innerhalb eines Magnetfelds ein elektrischer Leiter (etwa ein aufgewickelter Metalldraht), reißen sich die Elektronen darin aus dem Atomgitter los und bewegen sich durchs Metall – es fließt Strom. Die elektrische Spannung ist umso größer, je schneller sich der Leiter im Magnetfeld dreht.

Es geht auch umgekehrt: Beim Fahrraddynamo sitzt der Magnet innen und dreht sich zwischen zwei Drahtspulen. Die Drehbewegung „holt“ er sich über ein Reibrädchen vom rotierenden Reifen. Weil der Strom nach jeder halben Drehung seine Fließrichtung wechselt, spricht man von einem Wechselstrom-Generator. Sind um den drehbaren Magneten drei Spulen angeordnet wie hier in Seifersdorf, spricht man von einem Drehstromgenerator. Turbine und Generator zusammen nennt man „Stufe“. Die meisten Wasserkraftwerke enthalten gleich mehrere dieser Stufen.

Der Motor – das konstruktive Gegenstück zum Generator

Exponat Generator-Prinzip am WKW Seifersdorf
Anhand der einzelnen Exponate im Erlebnisbereich des WKWs Seifersdorf können Sie sich über die Funktionsprinzipien von Turbinen, Motoren und wie hier über Generatoren informieren.

Schließlich sehen wir uns an, wie ein Elektromotor funktioniert: In ihm wird elektrische Energie wieder in Bewegungsenergie umgewandelt. Dazu ist außen ein feststehender Magnet montiert, innen ein drehbarer Elektromagnet.

Wenn Strom durch einen Leiter fließt, entsteht automatisch immer auch ein magnetisches Feld. Weil sich gleiche Pole abstoßen und ungleiche Pole anziehen, arbeitet man beim Elektromagnet meist mit drei Spulen (= Polen) – so ist immer mindestens an einem Pol die Abstoßung gewährleistet, die den Elektromagneten bei Stromfluss in Bewegung hält.

Zusätzlich wechselt beim Strom, der aus unseren Steckdosen kommt, 50 Mal pro Sekunde die Polung des elektrischen Feldes – deshalb heißt er Wechselstrom. Auch deshalb geht die Bewegung immer weiter – und treibt dann die Küchenmaschine, den Bohrer oder ähnliches an. Kein Wunder, dass das Ganze „Motor“ heißt: das lateinische Wort für „Beweger“.

Gewinnspiel

Beantworten Sie folgende Frage und gewinnen Sie mit etwas Glück eine Familientageskarte für die Weißeritztalbahn im Wert von 60 Euro für einen Ausflug ins Grüne.

Welche Art Generator erzeugt im Wasserkraftwerk Seifersdorf Strom?

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P.S.: Sämtliche Infos zum Pfad und allen elf Erlebnisbereichen gibt es auch als Wanderkarte. Schicken Sie uns einfach per Mail an blog@enso.de Ihre Anschrift, und Sie erhalten bis August Ihr persönliches kostenfreies Exemplar per Post.