Der Brennstoff liefert Wärme, mit der Wasser stark erhitzt wird und dabei verdampft. Die Energie des Wasserdampfs wird über eine Turbine in Rotationsenergie gewandelt. Von der Dampfturbine wird über eine gemeinsame Achse ein Generator angetrieben, der die mechanische Energie in elektrische umwandelt.

Kohlekraftwerke

Kohlehalden, Schornstein, Maschinenhaus und Kühlturm kennzeichnen ein Kohlekraftwerk

Man erkennt ein Kohlekraftwerk sofort an den riesigen Kohlebergen. Bei der Verbrennung der Kohle entsteht die Kesselwärme, die Wasser in langen Rohrschlangen erhitzt und verdampft. Durch Hochdruckleitungen kommt der energiereiche Wasserdampf zur Dampfturbine, strömt an die schrägstehenden Schaufeln und versetzt die Turbine so in Drehung.

Dampfturbine (gelb) und Generator (blau) eines Wärmekraftwerks

Dabei verliert der Wasserdampf mit der Energiewandlung von Wärme in mechanische Energie an Temperatur und an Druck und kondensiert schließlich wieder zu Wasser, das erneut in den Kessel geleitet wird. Kühltürme geben die Kondensationswärme direkt an die Umgebungsluft ab. Außerdem werden aus dem Abgas mit elektrischen Hochspannungsfiltern Staub und Ruß entfernt, mit Kalkmilch der Schwefel entfernt und mit Katalysatoren giftige Stickoxide unschädlich gemacht.

Gaskraftwerke

Die Turbine eines Gaskraftwerks ähnelt einem Düsentriebwerk.

Bei verschiedenen Typen von Wärmekraftwerken gibt es doch erhebliche Unterschiede. Der Aufbau eines Gaskraftwerks zum Beispiel ähnelt einem Triebwerk eines Düsenflugzeugs. Die vorderen Schaufeln saugen Luft an und komprimieren sie zum Zentrum hin. Bis zur Brennkammer in der Mitte der Anordnung ist die Temperatur so enorm angestiegen, dass eingeblasenes Gas von alleine entzündet. Die kompakte Bauweise einer Gasturbine vermeidet Verluste. Das Abgas ist so heiß, das damit sogar der Dampfkessel eines nachgeschalteten Dampfkraftwerks beheizt werden kann. Diese sogenannten Gas- und Dampfkraftwerke zeichnen sich deshalb durch einen besonders guten Wirkungsgrad aus.