Allgemeines
Strom ist für uns alle etwas Selbstverständliches. Ein Tag ohne Strom ist schon eine Qual. Die Wasserkraft liefert etwa zwei Drittel der elektrischen Energie, die in Österreich verbraucht wird. Laufkraftwerke liefern den Basisstrom (Deckung der Grundlast). Im Winter brauchen wir aber mehr Strom als diese liefern können, deshalb werden zusätzlich noch Wärmekraftwerke eingesetzt und weiterer Grundlaststrom wird importiert. Zu Belastungsspitzen kommt es am Morgen, zu Mittag und am Abend. Dieser „Spitzenstrom wird in Speicherkraftwerken erzeugt. Strom kann nicht in großen Mengen gespeichert werden, er wird dann produziert, wenn er benötigt wird. In Österreich steht die energetische Nutzung des Wassers von Stauseen im Vordergrund. Das energiewirtschaftlich genutzte Wasser entspricht einer Menge von fast 3200 Mio. kWh pro Jahr. Die Wasserkraft ist die wertvollste heimische Energieform, die sich jährlich erneuert.

Laufkraftwerke
Laufkraftwerke wandeln die Kraft des fließenden Wassers in elektrische Energie um. In Österreich gibt es rund 100 Laufkraftwerke mit einer jeweiligen Leistung von mehr als 5 Megawatt. Die Stromerzeugung ist abhängig von der Fallhöhe, der Wassermenge und vom momentanen Zufluss. In Österreich haben die meisten Flüsse ein relativ großes Gefälle (= mehr Strom). Flusskraftwerke erzeugen nicht nur Strom, sondern bilden auch einen Schutz vor Hochwasser. Mit dem Kraftwerksbau entstehen oft auch Erholungs- und Freizeiträume.

Verschiedene Laufkraftwerke
Stauwerk: Ein Fluss wird aufgestaut, um eine größere Fallhöhe zu erreichen. Das Krafthaus befindet sich dann direkt neben der Wehranlage.
In Laufkraftwerken werden meist Kaplan-Turbinen eingesetzt. Diese Turbinen können horizontal oder vertikal eingebaut werden. (s. Abb.2) 
Laufkraftwerke mit Schwellbetrieb können einen Teil der nutzbaren Wassermenge über mehrere Stunden in einem Stauraum speichern. Dann erzielen sie in Zeiten größerer Nachfrage eine etwas höhere Leistung
In einem Ausleitungskraftwerk staut die Wehranlage den Fluss auf. Ein Teil des Wassers wird somit durch einen Kanal oder Stollen zum Krafthaus geleitet. Bei einem Ausleitungskraftwerk kann viel Fallhöhe gewonnen werden.
Es gibt auch zweigeteilte Anlagen, die aus einem Wehrkraftwerk und einem Ausleitungskraftwerk bestehen. In Österreich gibt es neben den 100 Hochleistungslaufkraftwerken noch mehr als 1650 Kleinlaufkraftwerke, die zusammen etwa 5% der Engpassleistung (die Höchstleistung, die ein Kraftwerk zum Verbrauch stellen kann, sie wird durch den leistungsschwächsten Anlageteil begrenzt) aller Wasserkraftwerke erbringen.

Teile eines Laufkraftwerks

Wehranlagen
Durch die Wehranlage und das Stauwerk wird das Wasser bis an die genehmigte Höchstgrenze, dem Stauziel, aufgestaut. Das Wasser oberhalb der Wehranlagen und der Turbinen nennt man Oberwasser, das Wasser unterhalb ist das Unterwasser.
Wehranlagen dienen zur Regulierung des Stauziels, zur Abfuhr von Hochwasser und Überwasser bei Maschinenausfall. Dazu werden Wehrverschlüsse gehoben oder gesenkt.

Schleusenanlagen
Durch das Aufstauen des Flusses wird der natürliche Flusslauf in einzelne Abschnitte geteilt. Zwischen Oberwasser und Unterwasser kann der Höhenunterschied wie z.B. bei der Donau bis zu 10 m betragen. Mithilfe von Schleusenanlagen können Schiffe diese Stufen „steigen“.
Bergfahrt: Bei einer Fahrt flussaufwärts fährt das Schiff in die Schleusenkammer, in der das Wasser so hoch wie das Unterwasser steht, ein. Das untere Schleusentor wird geschlossen und Wasser wird in die Schleusenkammer gefüllt, bis es so hoch wie das Oberwasser steht. Dann wird das obere Schleusentor geöffnet und das Schiff kann ausfahren. Das Schiff muss diesen Höhenunterschied nicht aktiv bewältigen und spart so noch Treibstoff.
Talfahrt: Bei einer Fahrt flussabwärts fährt das Schiff in die Schleusenkammer ein, in der das Wasser so hoch wie das Oberwasser steht. Das obere Schleusentor wird geschlossen, Wasser wird aus der Schleusenkammer abgelassen. Wenn das Wasser so hoch steht, wie das Unterwasser, kann das Schiff durch das dann geöffnete Tor ausfahren.

Weitere Funktionen eines Laufkraftwerks

• Hochwasserschutz durch Laufkraftwerke
• Ökologische Begleitmaßnahmen
• Tourismus in Zusammenhang mit Laufkraftwerken

Hochwasserschutz durch Laufkraftwerke
Durch das Regulieren der Flüsse und durch den Kraftwerksbau sind die Hochwasserschäden geringer geworden. Im Zuge des Kraftwerksbaues wurden Retentionsräume, das sind Überschwemmungsgebiete zum Auffangen der Hochwasserspitzen, errichtet, da die früheren Überschwemmungsgebiete (Auen) jetzt bewohnt sind. Hochwasserschäden gab es nur in diesen Gebieten. Dazu haben auch die errichteten Hochwasserdämme beigetragen.
Hochwasser 1954: Bei diesem Hochwasser, bei dem es noch keine Donaukraftwerke gab, standen in Linz der Hauptplatz und der russisch besetzte Teil Urfahrs unter Wasser und eine Straße in Wien, die 250 m von der Donau entfernt ist, glich einem Schwimmbad.
Hochwasser 1991: Bei einer maximalen Höhe von 985 cm (Wachau) und einer Durchflussgeschwindigkeit von 10000 m³/s war dies die größte Katastrophe seit 1954. Jedoch kam es bei den Schäden nie zu dem selben Ausmaß wie damals. 1991 gab es bereits acht Donaukraftwerke. Die Stauräume in den Auffangbecken haben je ein Volumen von 60 bis 75 Millionen m³. Die Donau hat im Normalfall einen Durchfluss von 2000 bis 2300 m³/s. Viele Kraftwerke konnten bei dem Hochwasser keinen Strom produzieren, da die Fallhöhe zu gering war. Es kam an der gesamten österreichischen Donau zu einem Erzeugungsverlust von 72 Millionen kWh.
Hochwasser durch Schneeschmelze: Das Frühjahrshochwasser ist die natürliche Folge, wenn ein Wärmeeinbruch mit starken Regenfällen zusammentrifft, zusätzlich der Boden noch gefroren ist und somit kein Wasser aufnehmen kann. Das Schmelzwasser wird durch die Wildbachverbauung in die großen Flüsse abgeleitet und bewirkt somit ein schnelleres Ansteigen des Hochwassers. 

Ökologische Begleitmaßnahmen
Schwemmgutverwertung beim Kraftwerk Aschach: Das Schwemmgut, das an den Turbinenlaufrechen anfällt, muss geborgen werden. Der Durchschnittswert liegt bei 12000m³ pro Jahr. Das Schwemmholz wird von den Metall- und Plastikteilen getrennt, zerkleinert und in einen der acht Silos aufbewahrt. Durch Verbrennung der Biomasse wird Energie in Wärme umgewandelt und dem Nahwärmenetz zugefügt.
Traunlehrpfad: In unmittelbarer Umgebung der Stadt Traun liegen die Traunwälder. Dort können sich Tiere und Pflanzen ungestört entwickeln. Die Nutzung beschränkt sich auf Jagd, Fischfang und Forstwirtschaft.
Fischkulturen: Damit die Fische trotz der Wehranlagen ihren „Wanderbetrieb“ fortsetzen können, gibt es bei Flusskraftwerken sogenannte Fischtreppen, dabei werden kleine Schwimmbecken stufenförmig angelegt, die von den fischen springend überwunden werden.
Bewässerungssystem Gießgang: Im Zuge des Kraftwerkbaus Greifenstein wurde 1984 das Bewässerungssystem Gießgang fertiggestellt. Dieser neu geschaffene Fluss bewässert heute wieder die vertrockneten Augebiete westlich von Wien und stellt heute die größte zusammenhängende Au Mitteleuropas dar. Wo früher ausgetrocknete Wiesen waren, sind jetzt viele neue Lebensräume, wie Feuchtwiesen oder Teiche,  entstanden. Die natürlichen Überflutungen und Wasserspiegelschwankungen haben eine üppige Vegetation der Au bewirkt. Der fischreiche Gießgang hat zahlreich Vogelarten angelockt, es gibt seltene Pflanzen und Insekten.

Tourismus in Zusammenhang mit Laufkraftwerken
In den Gebieten um ein Laufkraftwerk können verschiedene Sportarten ausgeübt werden, wie z.B.: Wildwasserfahren auf der Drau; der Donauradweg von Passau bis Wien; Segel- und Motorboothäfen,  Tennisplätze und viele andere Sporteinrichtungen an der Donau; Kajakschule, Fischerschule und Bungee Jumping in Klaus ...
In Zusammenhang mit der Geschichte der Wasserkraft entstehen auch Museen, wie z.B. das Ennsmuseum in Kastenreith-Weyer.

Speicherkraftwerke
Voraussetzung für ein Speicherkraftwerk ist ein Stausee im Gebirge. Die Leistung wird bestimmt durch den Höhenunterschied zwischen Stausee und Krafthaus sowie vom Turbinendurchfluss. Das Wasser wird entweder mittels einer Staumauer oder einem Staudamm gestaut. Weitläufige Beileitungssysteme können den Inhalt des Stausees vermehren. Das gespeicherte Wasser wird über einen Druckstollen und einem Druckschacht zum Krafthaus geleitet. Speicherkraftwerke sind mit einer Pelton- oder einer Francisturbine ausgestattet.  Pelton-Turbinen haben becherförmige Schaufeln und ähneln einem einfachen Wasserrad. Francis-Turbinen sind universell einsetzbar, sie haben Laufräder mit feststehenden Schaufeln (vgl. Abb. 3). Speicherkraftwerke können innerhalb weniger Minuten ein- und ausgeschaltet werden. Sie bringen sehr rasch die elektrische Energie und decken Bedarfsspitzen.

Francis-Schachtturbine	Francis-Spiralturbine
Abb.3: "Typen von Francis-Turbinen" aus: Electropolis - Eine interaktive Reise durch die Welt des Stroms.

• Verschiedene Speicherkraftwerke
• Teile eines Speicherkraftwerks
• Weitere Funktionen eines Speicherkraftwerks

Verschiedene Speicherkraftwerke
Krafthäuser können unterschiedliches Aussehen haben. Ein Kavernenkrafthaus wird dann gebaut wenn nur wenig Platz vorhanden ist oder zum Schutz vor Lawinen wird das Krafthaus in den Berg hineingebaut.
Stauseen werden eingeteilt in Tages-, Wochen- und Jahresspeicher. Ein Tagesspeicher kann die Bedarfsspitzen eines Tages decken. Bei einem Wochenspeicher reicht der Inhalt, um das Kraftwerk etwa eine Woche lang zu betreiben. Ein Jahresspeicher verlagert große Mengen vom Sommer in den Winter.
In einem Pumpspeicherkraftwerk befinden sich neben den Turbinen auch Speicherpumpen. Im Turbinenbetrieb wird das Wasser aus dem höheren gelegenen Speicher zur Stromerzeugung genutzt und ein einen Zwischenspeicher geleitet. Im Pumpbetrieb wird das Wasser aus dem Zwischenspeicher in einen höher gelegenen Stausee gepumpt.

Teile eines Speicherkraftwerks

• Wasserwege
• Staudämme und Staumauern
• Talsperren und deren Überwachung

Wasserwege
Die Stauseen werden nicht nur durch natürliche Zuflüsse und Pumpbetrieb gefüllt. Das Speicherwasser kann auch aus teilweise weitläufigen Beileitungssystemen kommen. Dazu werden oft Triebwasserwege künstlich angelegt. Um die Einzugsgebiete optimal zu nutzen, werden Bäche und das Schmelzwasser von Gletschern erfasst.

Staudämme und Staumauern
Staudämme: Staudämme beanspruchen eine größere Aufstandsfläche als Staumauern. Sie können aber auch dort errichtet werden, wo der geologische Untergrund für Staumauern nicht geeignet ist. Der Untergrund muss sehr tragfähig sein und darf keine wasserlöslichen Materialien enthalten. Schüttdämme aus einheitlichem Material sind selten, da das Baumaterial eine sehr geringe Durchlässigkeit aufweisen muss. Staudämme müssen abgedichtet werden. Hier wird unterschieden zwischen einer innenliegenden Kerndichtung und einer Oberflächendichtung.
Staumauern: Früher wurden die Staumauern aus vermörtelten Steinen errichtet, heute werden sie aus Beton hergestellt. Staumauern bewegen sich an den Sperrenkronen um einige Zentimeter vor und zurück, abhängig von der Wasserlast und der Außentemperatur. Hier wird unterschieden zwischen Gewichtsmauern und Gewölbemauern.

Talsperren und deren Überwachung
Staumauern und Staudämme werden zusammenfassend als Talsperren bezeichnet. Sie schaffen Stauseen, in denen, zum Beispiel während der Schneeschmelze, Wasser gespeichert wird. Das Wasser in den Stauseen wird dann genutzt, wenn kurzfristig mehr Strom benötigt wird. Jede Talsperre besteht aus dem Sperrenbauwerk und den dazugehörenden Einrichtungen wie dem Entnahmebauwerk (Einlauf zum Druckstollen), dem Grundablass als Sicherheitseinrichtung und der Hochwasserentlastungsanlage und anderen Kontrolleinrichtungen.
Talsperren sind eines der sichersten Bauwerke unserer Zeit. Kaum ein anderes technisches Bauwerk wird so intensiv überwacht wie eine Talsperre. Es werden laufend Messungen und Kontrollen durchgeführt um frühzeitig eine mögliche Veränderung festzustellen und entgegen zu wirken.

Weitere Funktionen eines Speicherkraftwerks

• Hochwasserschutz durch Speicherkraftwerke
• Ökologische Begleitmaßnahmen
• Tourismus in Zusammenhang mit Speicherkraftwerken

Hochwasserschutz durch Speicherkraftwerke
Alpine Speicherkraftwerke schützen vor Überschwemmungen. In den Jahresspeichern werden große Wassermengen zurückgehalten. Auch kleinere Speicher schützen vor Hochwasser, indem sie durch den maximalen Betrieb der Turbinen und dem Öffnen des Grundablasses den Wasserspiegel senken.

Ökologische Begleitmaßnahmen
Trinkwasser aus Stauseen: Das Trinkwasser wird durch die Verschmutzung immer knapper. Die Tauernkraft errichtete beim Kraftwerk Kaprun-Hauptstufe eine Pilotanlage, in der das Wasser aus den großen Stauseen im Kapruner Tal erfolgreich zu Trinkwasser aufbereitet wird. Es ist mit großer Wahrscheinlichkeit anzunehmen, dass Stauseen im Hochgebirge in Zukunft einen wesentliche Beitrag zur Versorgung mit reinem Trinkwasser leisten werden.
Erlebniswelt- und Erholungsraum Bürgkogel-Klammsee: Hier wurde ein Naturlehrpfad und zahlreiche Biotope eingerichtet. Der Klammsee wurde zu einem Naherholungsgebiet für Einheimische und Gäste von Kaprun.

Tourismus in Zusammenhang mit Speicherkraftwerken
Öko-Lehr-Pfad Bregenzer Ache: Dieser Lehrpfad wurde im Rahmen eines Projektes der PÄDAK erstellt. Der ausgewählte Landschaftsteil im Bregenzer Wald, an der Bregenzer Ache, ist durch eine Reihe von verschiedenen Lebensräumen strukturiert und zeichnet sich durch eine weitgehende Ursprünglichkeit aus.
Nationalpark Hohe Tauern: Durch die alpinen Speicherkraftwerke in den Ländern Salzburg, Kärnten und Tirol sind Tore in den  Nationalpark gesetzt worden. Durch die Aufstiegshilfen der Kraftwerksunternehmen gelangen jährlich hunderttausende Touristen rasch und sicher in diese Welt aus Fels und Eis.
Ski- und Wandergebiet Golm: Dieses Skigebiet liegt oberhalb von Tschagguns im Montafon.

Wasserkraft in Österreich
Seit 1950 wird die Nutzung aus Wasserkraft forciert, wobei eine deutliche Differenzierung zwischen Westösterreich mit vorwiegend Speicherkraftwerken und dem östlichen Österreich mit fast ausschließlich Laufkraftwerken festzustellen ist. Die Energie aus Wasserkraft und kalorischen Kraftwerken deckte 1994 rund 14% des gesamten österreichischen Energieverbrauchs.
Die größten Speicherkraftwerke liegen im Silvrettagebiet (Illkraftwerke), im Zillertal sowie in den Hohen Tauern (Kaprun, Stubachtal). Die österreichischen Speicherkraftwerke sind über das europäische Verbundnetz mit dem Ausland verbunden und liefern Strom bis ins Ruhrgebiet.
An Donau, Inn, Enns, Traun, Salzach, Drau und Mur ist ein sehr hoher Ausbaugrad bei den Laufkraftwerken erreicht. Die Kraftwerke an der Donau liefern fast ein Drittel des Regelarbeitsvermögens.
(Diercke. Handbuch, S.32)

Literatur

• Verband der Elektrizitätswerke Österreichs. (1997). Electropolis - Eine interaktive Reise durch die Welt des Stroms. (CD-Rom). Wien: Eigenverlag.
• Diercke Atlas und Handbuch. (1997). Weltatlas - Österreich und Handbuch. Wien: Westermann.
• Bittermann, Wannerer, Födermayr, Krenn. (1985). Geographie und Wirtschaftskunde 1. (Schulbuch). Wien: Carl Ueberreuter.
• Energie AG Oberösterreich. (1999). Schulservice online in Kooperation mit der Pädagogischen Akademie der Diözese Linz
  http://www.padl.ac.at/energieag/
• Verbund AG. (1999). Willkommen bei der Verbund-Kommunikation!
  http://www.verbund.co.at/medien/index.htm

Download:

	Autor: Elisabeth Glasner  Pädagogischen Akademie der Diözese Linz Layout. Maria Astleithner Letzte Aktualisierung:   30 Okt 2000
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