Waterkracht

Waterkracht gebruikt de kinetische energie van stromend water om elektriciteit op te wekken. Dit wordt gezien als een duurzame methode van energieopwekking, omdat er geen broeikasgassen vrijkomen en stromend water een oneindige bron is zolang de waterkringloop in stand blijft.

Het gebruiken van waterkracht is één van de oudste methoden om energie op te wekken. In het oude Griekenland werd waterkracht al gebruikt om graan te vermalen in molens en houtzagerijen te laten draaien. De eerste toepassing van waterkracht om elektriciteit op te wekken, was bij de Niagara Falls in de Verenigde Staten. Toen al werd een waterturbine gebruikt elektriciteit op te wekken voor straatverlichting.

Hoe werkt het?

Om te begrijpen hoe en waarom waterkracht gebruikt kan worden als een duurzame energiebron is het belangrijk om eerst de watercyclus (waterkringloop) in kaart te brengen.

Waterkringloop

  1. Door de kracht van de zon (zonne-energie) wordt water opgewarmd waardoor er verdamping plaatsvindt. Deze damp stijgt naar boven waardoor er wolken vormen.
  2. Hoger in de lucht is het kouder waardoor het water weer condenseert: een deel valt als neerslag in zee, een ander deel op het land .
  3. De neerslag verzameld zich in (stuw)meren, rivieren, grondwater of in bergen in de vorm van sneeuw
  4. Het water stroomt weer naar beneden richting de zee. De kringloop is compleet.

De hoeveelheid water dat zich op hoogte in rivieren en meren verzameld bepalend voor de hoeveel waterkracht die kan worden gebruik voor het opwekken van stroom.

Stuwmeer

De meest bekende en meest efficiënte manier om waterkracht te gebruiken, is door middel van een stuwmeer.

Waterkracht-stuwdam-centrale

  1. In een stuwmeer (waterreservoir) wordt water opgeslagen. Dit water heeft een energiepotentie, omdat het zich op een bepaalde hoogte bevindt.
  2. Het water wordt door een smallere sluis geleidt naar een lager gelegen gedeelte. Het water bouwt daarom snelheid op.
  3. De kracht (druk) van het water zorgt ervoor dat de turbinebladen draaien: de hoeveelheid energie die kan worden opgewekt is afhankelijk van het volume van het water en de snelheid van het water (bepaald door het hoogteverschil van de stuwdam).
  4. De turbine drijft een generator aan die ongeveer hetzelfde werkt als een fietsdynamo: hij zet de bewegingsenergie om in elektriciteit.
  5. Een transformator zet de gelijkstroom om in een wisselstroom die geschikt is voor het hoogspanningsnet en het elektriciteitsnetwerk.

De grootste waterkrachtcentrale is de Three Gorges Dam in China, goed voor 22.500 MW. Daarmee kunnen meer dan 13 miljoen huishoudens van stroom worden voorzien.

Getijden en golfkracht

Er zijn nog andere manieren om waterkracht te gebruiken voor energieopwekking. De zon, maan en draaiing van de aarde zorgen voor namelijk voor getijden en golfkracht: water verplaats zich van hoog naar laag en weer terug. Deze bewegingen kan worden gebruikt om energie op te wekken. Turbines (vergelijkbaar met een windturbine) in de zee vangen de stroming en golfkracht van het water op en zetten de kinetische energie om in stroom door middel van een generator.

Waterkracht getijden

Voordelen

Het opwekken van elektriciteit door middel van waterkracht heeft, naast dat het duurzaam is, veel andere voordelen. De mate van energieproductie is bijvoorbeeld redelijk constant, omdat het water blijft stromen. Bovendien kan de hoeveelheid water dat door de stuwdam stroomt worden aangepast om een constant energieniveau aan te houden. Waterkrachtcentrales gaan verder lang mee waardoor ze meerdere generaties van stroom kunnen voorzien. Tot slot kan het water in het stuwmeer gebruikt worden voor recreatieve doeleinden en irrigatie.

Impact milieu

Het opwekken van elektriciteit door middel van waterkracht draagt in directe zin niet bij aan het broeikaseffect of uitstoot van schadelijke stoffen. Toch kunnen waterkrachtcentrales wel degelijk een aanzienlijke impact hebben op het milieu, zeker in het geval van een stuwdam. Een stuwdam blokkeert namelijk de natuurlijke stroming van water naar de zee.

Gevolgen waterkracht op het milieu:

  • 1

    De temperatuur en de chemische eigenschappen van het water veranderen wat het ecosysteem (flora en fauna in de omgeving) verstoord

  • 2

    Methaangas kan vrijkomen als water stilstaat en gaat rotten. Dit broeikasgas draagt bij aan verandering van het klimaat

  • 3

    Vissen die door de stuwdam zwemmen kunnen in aanraking komen met de turbinebladen en daardoor sterven

Naast de nadelen gerelateerd aan het milieu zijn er nog een aantal andere bezwaren tegen waterkrachtcentrales. Zo zijn dammen vrij kostbaar om te bouwen en ontstaat er voor lager gelegen gebieden het gevaar op overstromingen. En omdat een dam de natuurlijke stroming van rivieren blokkeert kan dat verderop voor problemen zorgen, bijvoorbeeld met betrekking tot de watervoorziening in andere landen.

Waterkracht in Nederland

Hoewel we in Nederland veel water hebben, zijn de hoogteverschillen klein en is het aandeel elektriciteit opgewekt uit waterkracht dus zeer beperkt. Waterkracht leent zich dan ook vooral voor landen met meer hoogteverschillen, stuwmeren en snelstromende rivieren. De energie die in Nederland uit het water wordt gehaald, is vooral te danken aan de grote volumes van de rivieren.

Nederland kent drie middelgrote waterkrachtcentrales met een vermogen tussen de 10 en 14 MW. Dat is goed voor om iets meer dan 30.000 huishoudens van stroom te voorzien. Alle Nederlandse waterkrachtcentrales worden beheert door Nuon of Essent.

Laatst bijgewerkt op: 25 april 2017

Was deze informatie nuttig?

65% vond het overzicht 'Waterkracht' nuttig (gebaseerd op 4 beoordelingen)