Waterkracht als energiebron

Waterkracht is energie opgewekt uit stromend water. Bij de productie van elektriciteit uit waterkracht ontstaan geen schadelijke stoffen en de bron is onuitputtelijk. Waterkracht is daarmee een vorm van duurzame energie.

Waterkracht kent ook nadelen. Stuwdammen kunnen plaatselijke ecosystemen aantasten en zonder uitgebreide voorzieningen sterven veel vissen omdat zij niet langs de centrales kunnen komen.

In Nederland speelt waterkracht geen grote rol. Slechts een paar procent van de totale hoeveelheid groene stroom wordt in Nederland opgewekt met waterkracht. Het opwekken van stroom door gebruik te maken van water  is echter wel in opkomst. Mogelijk doen grote delen van de Oosterscheldekering en de Brouwersdam in de toekomst dienst als opwekkers van energie. Vanaf najaar 2015 gaan vijf getijdenturbines in de Oosterscheldekering zorgen voor stroom.

Waterkrachtproductie energieleveranciers

Energieleveranciers die stroom aanbieden die (deels) is opgewekt door middel van waterkracht zijn o.a.  Oxxio, Essent, BudgetEnergie, NL Energie, Greenchoice, MAIN Energie, Essent, E.ON, Nuon en Eneco. (bron: Consuwijzer, peildatum mei 2015).

Waterkrachtcentrales

Nederland heeft vier middelgrote waterkrachtcentrales: Alphen/Lith, Linne, Maurik en Hagestein. Overigens zijn niet alleen rivieren geschikt voor energie-opwekking. Dat kan ook aan de kust, met systemen die golf- en getijdenkrachten omzetten in elektriciteit, zoals de Tapchan, de Wave dragon en de Waterschommel. Aan de Nederlandse kust staan deze technieken nog niet.

De historie van waterkracht

Het benutten van waterkracht kent een lange geschiedenis. Waterkracht is in het verleden veelvuldig ingezet voor het mechanisch bewerken van allerlei grondstoffen, zoals graan en hout. Traditioneel werd de energie van water omgezet met waterwielen.

Deze waterwielen werden al gebruikt in de 2e of 3e eeuw voor Christus. Bij deze waterwielen wordt het verval van een waterstroom direct omgezet in een draaiende beweging van het wiel.

Later ontstond daaruit het waterwiel van ‘Poncelot’ die de valhoogte van het water (potentiële energie) eerst omzette in snelheid van het water (kinetische energie). Dit vond plaats in een aanstroomkanaal of buizenstelsel. Het water spoot vervolgens met grote snelheid tegen een waterwiel aan.

Het ‘Poncelot’-wiel kan worden beschouwd als de voorloper van de zogenaamde moderne ‘impuls’-waterturbine. Zo’n waterturbine wordt gebruikt in een moderne waterkrachtcentrale waarbij een groot verval wordt omgezet in hoge watersnelheden.

Waterkracht: hoe werkt het?

De kracht van stromend en vallend water kan met behulp van een waterturbine in een draaiende beweging worden omgezet. Door de as van de turbine te koppelen aan een generator wordt elektriciteit opgewekt. De werking van deze generator is te vergelijken met een fietsdynamo.

Grootschalige waterkracht

Waterkracht als energiebronIn bergachtig gebied valt water relatief snel naar beneden door het grote verval. Waterkrachtcentrales die gebruik maken van de grote valsnelheid van het water werken met ‘impuls’-turbines.

Om verzekerd te zijn van voldoende aanvoer van water, ook in tijden van weinig neerslag of weinig smeltwater, legt men stuwmeren aan. Bij de bijbehorende stuwdam ontstaat dan een groot verval. Via het aanvoerkanaal en de valbuis komt het water dan bij de turbine, zie het schema hieronder.

Waterkrachtcentrales gekoppeld aan stuwmeren hebben vaak een groot elektrisch vermogen van enkele honderden MW.

Kleinschalige waterkracht

WaterkrachtcentraleIn Nederland zijn er gebieden waar waterkracht-energie niet zozeer te halen is uit een hoogteverschil of snelheid van het water, maar uit de enorme watermassa die in kort tijdsbestek passeert.

Hierboven wordt een dwarsdoorsnede gegeven van de waterkrachtcentrale te Linne. In Nederland maken de toegepaste turbines gebruik van het drukverschil voor en achter de turbine, dit zijn zogenaamde ‘reactie’-turbines. De bladen lijken op die van een grote scheepsschroef. Het toerental is niet zo hoog als bij een ‘impuls’-turbine; om dit te versnellen wordt een tandwielkast voor de generator geplaatst. Omdat de aanvoer van het water benedenstrooms (dicht bij zee) veel regelmatiger is dan bovenstrooms is de aanleg van stuwmeren niet nodig. Het vermogen dat kan worden opgewekt in onze rivieren bedraagt van enkele MW’s tot een tiental MW.

Geactualiseerd: 18-06-2015