Aufbau eines thermischen Kraftwerks

Thermische Kraftwerke verwenden unterschiedliche Primärenergieträger, um die in ihnen gespeicherte Energie in Wärme und schließlich in elektrische Energie umzuwandeln und sie somit für den Menschen nutzbar zu machen. Die Wärme wird durch Verbrennung fossiler Energieträger oder Biomasse, durch Erdwärme, Sonnenwärme oder Kernspaltung erzeugt. Die Wärme wird auf ein Arbeitsmittel (Dampf, Verbrennungsgas) übertragen, das eine Turbine antreibt. Diese wandelt die thermische Energie des Arbeitsmittels in Rotationsenergie um und treibt über eine gemeinsame Welle einen Generator an. Dieser wandelt die Rotationsenergie der Welle in elektrische Energie um. Die bei der Energieumwandlung ungenutzte Wärme wird abgeleitet (Kühler) oder zu Heizzwecken genutzt (Fernwärme). Die unterschiedlichen Pfeilstärken vor und nach der Turbine verdeutlichen, dass Wärme nicht zu 100 % in mechanische Arbeit umgewandelt werden kann.

Hinweise und Ideen:
Die Bezeichnung „thermisches Kraftwerk“ leitet sich von der Energieform (thermische Energie) ab, die zur Umwandlung in Nutzenergie genutzt wird. Die Schülerinnen und Schüler lernen, dass auch ein Kernkraftwerk ein thermisches Kraftwerk ist.
Warum werden in großen thermischen Kraftwerken keine Verbrennungsmotoren als Energiewandler eingesetzt, in Blockheizkraftwerken hingegen schon? Wie unterscheiden sich die Wirkungsgrade von thermischen Kraftwerken mit Dampf- bzw. Gasturbinen?

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Physik; Technik

Klasse 5 bis 6; Klasse 7 bis 9; Klasse 10 bis 13

Berufliche Bildung; Weiterführende Schulen

Diagramm; Energie; Energieerzeugung; Generator; Kraftwerk; Turbine; Stromerzeugung; Stromgenerator; Wärmeerzeugung

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