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Trinkwasserkraftwerk

Vor allem in bergigen Gebieten kommt es oft vor, dass eine Stadt ihr Trinkwasser aus einem Hochbehälter bezieht, der sehr viel höher gelegen ist, sodass das Wasser mit einem unnötig hohen Druck in der Stadt ankommt. In konventionellen Anlagen wird der überschüssige Druck mithilfe eines Drosselventils (Druckminderers) nutzlos abgebaut; dies führt lediglich zu einer geringfügigen Erwärmung des Wassers. Um die überschüssige Energie sinnvoll zu nutzen, kann man stattdessen ein Trinkwasserkraftwerk einsetzen. Dessen zentrales Bauelement ist eine Trinkwasserturbine (Entspannungsturbine), die einen Generator antreibt; die damit erzeugte elektrische Energie kann in das städtische Elektrizitätsnetz eingespeist werden. Effektiv wird dabei meist ein Teil der Energie zurückgewonnen, die anderswo für die Pumpen aufgewandt wurde, die den Hochbehälter speisen – sofern der Behälter nicht direkt durch natürliche Quellen gespeist wird, also effektiv erneuerbare Energie liefert. Ob die Nutzung dieser Energie sinnvoll ist, hängt freilich nicht davon ab, wie der Wasserbehälter gespeist wird.

Solche Trinkwasserkraftwerke werden in Deutschland nicht nur in den Alpen betrieben, sondern beispielsweise auch in Städten, die an die Bodenseewasserversorgung angeschlossen sind. Dieses Wasser wird bis zu einem Behälter bei Liptingen auf 753 m über dem Meer gepumpt und erreicht später erheblich tiefer gelegene Städte z. B. in der Gegend von Stuttgart, oder druckten höher ist als nötig.

Um die so gewinnbaren Energiemengen abzuschätzen, betrachte man als Beispiel eine Kleinstadt mit 10 000 Einwohnern, die durchschnittlich 120 Liter Wasser pro Tag benötigen. (Wir vernachlässigen den zusätzlichen Wasserverbrauch z. B. für die Infrastruktur.) Wenn der überschüssige Druck des Trinkwassers 20 bar = 2 MPa ist (entsprechend einem Höhenunterschied von 200 Metern), ist die pro Tag gewinnbare Energiemenge pro Einwohner ca. 0,12 m³ · 2 MPa = 240 kJ = 0,0667 kWh, bzw. 667 kWh für die ganze Stadt. Nach Abzug der geringen Energieverluste erhält man z. B. 600 kWh eingespeiste Energie, die größtenteils am Tag anfällt. Dies entspricht grob geschätzt dem täglichen Stromverbrauch in rund 50 bis 100 Einfamilienhäusern (ohne Elektroheizung und Elektroboiler). Man sieht also, dass ein Trinkwasserkraftwerk nur einen kleinen Teil des Strombedarfs einer Stadt decken kann, dies allerdings mit einem recht geringen Kostenaufwand: Die Installation und der Betrieb einer kleinen Turbine mit Generator erfordert nur einen geringen Mehraufwand gegenüber dem Einsatz eines Druckminderers.

Siehe auch: Wasserkraftwerk, Druck