Wasserkraft wird durch Bewegung von Wasser erzeugt. Hydro kommt vom griechischen Wort für Wasser.
Wasserkraft wird seit Jahrtausenden genutzt. Die alten Römer bauten Turbinen, bei denen es sich um Räder handelt, die durch fließendes Wasser gedreht werden. Römische Turbinen wurden nicht für Elektrizität verwendet, sondern zum Mahlen von Körnern, um Mehl und Brot herzustellen.
Wassermühlen liefern eine weitere Quelle für Wasserkraft. Wassermühlen, die bis zur industriellen Revolution üblich waren, sind große Räder, die sich normalerweise an den Ufern mäßig fließender Flüsse befinden. Wassermühlen erzeugen Energie, die so unterschiedliche Aktivitäten wie das Mahlen von Getreide, das Schneiden von Holz oder das Erzeugen heißer Feuer zur Herstellung von Stahl antreibt.
Das erste US-Wasserkraftwerk wurde 1882 in Appleton, Wisconsin, am Fox River gebaut. Diese Anlage versorgte zwei Papierfabriken und ein Haus.
Wasserkraft nutzbar machen
Um Energie aus fließendem Wasser nutzbar zu machen, muss das Wasser kontrolliert werden. Ein großer Stausee wird normalerweise durch Stauen eines Flusses geschaffen, um einen künstlichen See oder Stausee zu schaffen. Das Wasser wird durch Tunnel im Damm geleitet.
Die Energie des Wassers, das durch die Tunnel des Staudamms fließt, bewirkt, dass sich Turbinen drehen. Die Turbinen bringen Generatoren in Bewegung. Generatoren sind Maschinen, die Strom erzeugen.
Ingenieure kontrollieren die Wassermenge, die durch den Damm geleitet wird. Der Prozess zur Steuerung dieses Wasserflusses wird als Ansaugsystem bezeichnet. Wenn viel Energie benötigt wird, sind die meisten Tunnel zu den Turbinen offen und Millionen Gallonen Wasser fließen durch sie. Wenn weniger Energie benötigt wird, verlangsamen die Ingenieure das Ansaugsystem, indem sie einige der Tunnel schließen.
Bei Hochwasser wird das Ansaugsystem durch einen Überlauf unterstützt. Ein Überlauf ist eine Struktur, durch die Wasser direkt in den Fluss oder ein anderes Gewässer unterhalb des Damms fließen kann, wobei alle Tunnel, Turbinen und Generatoren umgangen werden. Überläufe verhindern, dass der Damm und die Gemeinde beschädigt werden. Überläufe, die wie lange Rampen aussehen, sind die meiste Zeit leer und trocken.
Von Wasserströmungen zu elektrischen Strömen
Große, schnell fließende Flüsse produzieren die meiste Wasserkraft. Der Columbia River, der Teil der Grenze zwischen den US-Bundesstaaten Washington und Oregon ist, ist ein großer Fluss, der große Mengen an Wasserkraft produziert.
Der Bonneville-Staudamm, einer von vielen Staudämmen am Columbia River, verfügt über 20 Turbinen und erzeugt jedes Jahr mehr als eine Million Watt Leistung. Das ist genug Energie, um Hunderttausende von Haushalten und Unternehmen mit Strom zu versorgen.
Wasserkraftwerke in der Nähe von Wasserfällen können auch große Mengen an Energie erzeugen. Wasser, das über die Falllinie stürzt, ist voller Energie. Ein berühmtes Beispiel dafür ist das Wasserkraftwerk an den Niagarafällen, das die Grenze zwischen den Vereinigten Staaten und Kanada überspannt.
Die von den Niagarafällen erzeugte Wasserkraft wird zwischen dem US-Bundesstaat New York und der kanadischen Provinz Ontario aufgeteilt. Ingenieure an den Niagarafällen können die Wasserfälle nicht ausschalten, aber sie können die Aufnahme stark einschränken und die Wassermenge kontrollieren, die über den Wasserfall strömt.
Das größte Wasserkraftwerk der Welt ist der riesige Drei-Schluchten-Damm, der den Jangtse in China überspannt. Es ist 185 Meter (607 Fuß) hoch und 115 Meter (377 Fuß) dick an seiner Basis. Es verfügt über 26 Turbinen und kann mehr als eine Milliarde Watt Leistung erzeugen. Der Drei-Schluchten-Damm ist in Betrieb, aber die Ingenieure arbeiten noch an dem System. Sie fügen dem Projekt noch mehr Turbinen und Generatoren hinzu.
Wasserkraft und Umwelt
Wasserkraft ist auf Wasser angewiesen, das eine saubere, erneuerbare Energiequelle darstellt. Eine erneuerbare Energiequelle ist eine, die nicht ausgehen wird. Erneuerbare Energien stammen aus natürlichen Quellen wie Wind, Sonnenlicht, Regen, Gezeiten und Geothermie (die im Erdinneren erzeugte Wärme). Zu den nicht erneuerbaren Energiequellen gehören Kohle, Öl und Erdgas.
Wasser ist erneuerbar, weil sich der Wasserkreislauf kontinuierlich selbst recycelt. Wasser verdunstet, bildet Wolken und regnet dann auf die Erde, wodurch der Zyklus erneut beginnt.

Durch Dämme geschaffene Stauseen können einen großen, sicheren Erholungsraum für eine Gemeinde bieten. Bootsfahrer und Wasserskifahrer können den See genießen. Viele Stauseen sind auch mit Fisch bestückt. Das Gebiet um einen Stausee ist oft ein geschützter Naturraum, so dass Camper und Wanderer die natürliche Umgebung genießen können.
Die Verwendung von Wasser als Energiequelle ist im Allgemeinen eine sichere Umweltentscheidung. Es ist jedoch nicht perfekt. Wasserkraftwerke benötigen einen Damm und ein Reservoir. Diese künstlichen Strukturen können Hindernisse für Fische sein, die versuchen, stromaufwärts zu schwimmen. Einige Dämme, einschließlich des Bonneville-Staudamms, haben Fischleitern installiert, um die Wanderung der Fische zu erleichtern. Fischleitern sind eine Reihe breiter Stufen, die an der Seite des Flusses und des Damms gebaut wurden. Die Leiter ermöglicht es den Fischen, langsam stromaufwärts zu schwimmen, anstatt vom Damm völlig blockiert zu werden.
Dämme überfluten Flussufer und zerstören den Lebensraum von Feuchtgebieten für Tausende von Organismen. Wasservögel wie Kraniche und Enten sind häufig gefährdet, ebenso wie Pflanzen, die vom sumpfigen Lebensraum eines Flussufers abhängen. Der Betrieb des Kraftwerks kann auch die Temperatur des Wassers im Reservoir erhöhen. Pflanzen und Tiere in der Nähe des Staudamms müssen sich an diese Veränderung anpassen oder woanders hinwandern.
Der OShaughnessy Damm am Tuolumne River in den USA. der Bundesstaat Kalifornien war eines der ersten Wasserkraftprojekte, das wegen seiner Auswirkungen auf die Umwelt weit verbreitete Kritik hervorrief. Der 1913 errichtete Damm überflutete eine Region namens Hetch Hetchy Valley, Teil des Yosemite-Nationalparks. (Der durch den OShaughnessy-Damm entstandene See wird Hetch Hetchy Reservoir genannt.) Umweltkoalitionen lehnten den Damm ab und verwiesen auf die Zerstörung der Umwelt und der Lebensräume, die er bot. Das Kraftwerk lieferte jedoch erschwingliche Wasserkraft für das boomende Stadtgebiet um San Francisco.
Das Hetch Hetchy Reservoir ist immer noch ein umstrittenes Projekt. Viele Menschen glauben, dass der OShaughnessy-Damm zerstört und das Tal in seinen ursprünglichen Lebensraum zurückgebracht werden sollte. Andere behaupten, dass die Zerstörung einer Energiequelle für ein so großes Stadtgebiet die Lebensqualität der Bewohner der Bay Area beeinträchtigen würde.
Die Menge an Wasserkraft, die ein Damm liefern kann, ist begrenzt. Der einschränkendste Faktor ist Schlick, der sich auf dem Flussbett ansammelt. Dieser Schlick wird vom fließenden Fluss getragen, aber durch den Damm daran gehindert, sein normales Ziel in einem Delta oder einer Flussmündung zu erreichen. Hunderte von Metern Schlick bilden sich auf dem Boden des Reservoirs und reduzieren die Wassermenge in der Anlage. Weniger Wasser bedeutet weniger kraftvolle Energie, um durch die Turbinen des Systems zu fließen. Die meisten Dämme müssen eine beträchtliche Menge Geld ausgeben, um Schlickbildung zu vermeiden, ein Prozess, der Verschlammung genannt wird. Einige Kraftwerke können aufgrund der Verschlammung nur 20 oder 30 Jahre lang Strom liefern.
Wasserkraft und Menschen
Milliarden Menschen sind täglich auf Wasserkraft angewiesen. Es versorgt Häuser, Büros, Fabriken, Krankenhäuser und Schulen. Wasserkraft ist normalerweise eine der ersten Methoden, mit denen ein Entwicklungsland erschwinglichen Strom in ländliche Gebiete bringt.
Wasserkraft trägt dazu bei, die Hygiene-, Bildungs- und Beschäftigungsmöglichkeiten einer Gemeinde zu verbessern. China und Indien zum Beispiel haben in den letzten zehn Jahren Dutzende von Staudämmen gebaut, da ihre Entwicklung schnell zugenommen hat.
Die Vereinigten Staaten waren auf Wasserkraft angewiesen, um viele ländliche oder arme Gebiete mit Strom zu versorgen. Der größte Teil dieses Baus fand in den 1930er Jahren statt. Dämme waren ein großer Teil des New Deal, einer Reihe von Regierungsprogrammen, die Menschen zur Arbeit brachten und Millionen von Amerikanern während der Weltwirtschaftskrise Strom brachten. Der Bonneville Dam am Columbia River, der Shasta Dam am Sacramento River und der Hoover Dam am Colorado River sind einige Dämme, die im Rahmen des New Deal gebaut wurden.
Das bekannteste Wasserkraftprojekt des New Deal ist wohl die Tennessee Valley Authority (TVA). Die TVA baute eine Reihe von Dämmen entlang des Tennessee River und seiner Nebenflüsse. Heute ist die TVA das größte öffentliche Energieunternehmen in den USA und bietet erschwingliche Elektrizität für die Bewohner der Bundesstaaten Alabama, Georgia, Kentucky, Mississippi, North Carolina, Tennessee und Virginia.
Wasserkraft kostet jedoch oft Menschen. Die riesigen Dämme, die für Wasserkraftprojekte benötigt werden, schaffen Stauseen, die ganze Täler überfluten. Häuser, Gemeinden und Städte können mit Beginn des Staudammbaus umgesiedelt werden.
Ägypten begann 1960 mit dem Bau des Assuan-Staudammkomplexes am Nil. Die Ingenieure erkannten, dass die alten Tempel von Abu Simbel vom Stausee namens Nassersee überflutet werden würden. Diese Monumente wurden direkt in mehrere Stockwerke hohe Klippen gebaut. Die Abu Simbel Tempel sind ein Teil des ägyptischen Kulturerbes und ein wichtiges Touristenziel. Anstatt die Denkmäler überfluten zu lassen, verlegte die ägyptische Regierung den gesamten Berghang auf einen künstlichen Hügel in der Nähe. Heute liegt Abu Simbel über dem Assuan-Staudamm.
Chinas massives Drei-Schluchten-Staudammprojekt wird Millionen von Menschen sicheren, erschwinglichen Strom bringen. Es wird Krankenhäusern, Schulen und Fabriken ermöglichen, länger und zuverlässiger zu arbeiten. Es wird den Menschen auch ermöglichen, einen gesünderen Lebensstil aufrechtzuerhalten, indem sie sauberes Wasser bereitstellen. Der Bau des Staudamms kam auch den Arbeitern direkt zugute. Mehr als eine Viertelmillion Menschen haben mit dem Projekt Arbeit gefunden.
Das Projekt hat jedoch mehr als eine Million Menschen zur Umsiedlung gezwungen. Lebensstile wurden gestört. Viele Familien wurden aus ländlichen Städten am Ufer des Jangtse nach Chongqing, einem großen Stadtgebiet mit 31 Millionen Einwohnern, umgesiedelt. Andere Menschen wurden vollständig aus der Provinz umgesiedelt.