Der Generator: Wechselspannung erzeugen

Ein Generator hat einen Magneten und eine Spule. Einer von beiden dreht sich. Dabei ändert sich das Magnetfeld in der Spule ständig. Es entsteht eine Induktionsspannung. Bei jeder halben Umdrehung wechselt ihre Richtung. Man nennt sie Wechselspannung. Eine volle Schwingung heißt Periode. Die Zeit dafür ist die Schwingungsdauer T. Die Frequenz f gibt an, wie viele Perioden in einer Sekunde ablaufen: f = 1 : T. Die Einheit ist das Hertz (Hz). Im Stromnetz sind es 50 Hz, das heißt T = 1 : 50 s = 0,02 s. Die Netzspannung von 230 V ist der Effektivwert. Eine Lampe leuchtet damit so hell wie mit 230 V Gleichspannung. Der Höchstwert beträgt etwa 325 V. Im Kraftwerk treibt eine Turbine den Generator an. Dampf, Wasser oder Wind setzen die Turbine in Bewegung. Die Energiekette im Kohlekraftwerk lautet: chemische Energie im Brennstoff, Wärme, Bewegungsenergie, elektrische Energie. Ein Teil der Energie bleibt als Abwärme ungenutzt. Das nennt man Energieentwertung. Der Wirkungsgrad gibt den genutzten Anteil an. Er ist bei Wasserkraftwerken sehr hoch, bei Kohlekraftwerken etwa 40 %. Kraftwerke unterscheiden sich in ihrer Nachhaltigkeit. Fossile Brennstoffe wie Kohle und Erdgas sind endlich und setzen Kohlenstoffdioxid frei. Wind und Wasser sind erneuerbar, greifen aber in Landschaft und Natur ein.