Wasser- und Windmühlen

Durch Wasserkraft angetriebene Schöpfräder zur Bewässerung (Noria) sind bereits aus dem 5. Jahrhundert v. Chr. aus Mesopotamien bekannt. Erste Mahlmühlen mit Wasserkraftantrieb sind aus dem 3. Jahrhundert v. Chr. aus China belegt. Auch die alten Ägypter, Perser und später die Griechen und Römer verwendeten Wassermühlen.

Die Römer brachten die Wassermühlentechnik auch nach Germanien, wie durch einen Fund bei Düren im Rheinland aus der Zeit um Christi Geburt erkennbar ist.

Mit der zunehmenden Elektrifizierung stellten diejenigen Wassermühlen, die in Betrieb blieben, ihren Wasserkraftantrieb vielfach vom Wasserrad auf eine der neu entwickelten, effektiveren Wasserturbinen um, die mittels eines Generators Strom für den Antrieb der elektrischen Maschinen in der Mühle erzeugte (turboelektrischer Antrieb). Überschüsse konnten in das elektrische Netz eingespeist werden. Letztere Funktion war häufig der Hauptzweck, nachdem die Müllerei aufgegeben worden war; die ehemalige Wassermühle wurde so zum reinen Wasserkraftwerk.

Nachdem bereits viele Wasser- und Windmühlen stillgelegt und abgerissen waren, besann man sich Mitte des 20. Jahrhunderts auf die Bedeutung dieser Bauwerke als Technikdenkmal. Ein Teil der Mühlen konnte so in mehr oder weniger ursprünglichem Zustand als Technikmuseum oder für andere Zwecke (oft als Restaurant o. ä.) erhalten werden.

Seit Ende des 20. Jahrhunderts werden historische Wassermühlen im Zuge der verstärkten Bedeutung der klimaneutralen erneuerbaren Energien vermehrt wiederbelebt und zu Kleinwasserkraftwerken umgenutzt. Die Basis hierfür bilden moderne Wasserräder, die den historischen Charakter der Mühle erhalten und so dem Denkmalschutz gerecht werden, die aber in ihrer Effektivität den Wasserturbinen kaum nachstehen.

Der größte Vorteil der Wasserkraft ist, dass sie als natürliche, emissionsfreie und erneuerbare Energiequelle zwar in begrenzter Menge, dafür aber kostenlos zur Verfügung steht und sich mit relativ geringem Aufwand nutzen lässt.

Eine moderne Wasserkraftanlage kann in Minuten von 0 auf mehrere hundert Kilowatt Leistung hochfahren.

Ende des 18.Jahrhunderts gab es in Europa 500.000 bis 600.000 Wassermühlen.

Deutschland hatte 1875 etwa 60.000 Wassermühlen, während heute nur noch rund 7.300 bis 7.600 Wasserkraftwerke Strom produzieren.

Im Jahr 1895 waren in Deutschland fast 73.000 Mühlen in Betrieb. Danach sank diese Anzahl kontinuierlich ab.

1939 waren noch 18.000 Mühlen in Betrieb. 1950 noch 15.000. 1960 noch 6.400. 1990 noch 1.400. 2005 noch 500 und im Jahr 2015 nur noch 261 Mühlen.

Die Energieeffizienz von Wassermühlen bzw. Wasserkraftanlagen variiert von 75 bis 90 Prozent.

Windmühlen

Schriftliche Überlieferungen aus dem Codex Hammurapi deuten darauf hin, dass die ersten Windmühlen vor mehr als 4000 Jahren errichtet wurden.[3] Hau nennt Indizien für ägyptische Windmühlen mit einem geschätzten Alter von ca. 3000 Jahren, räumt aber zugleich ein, dass es keine hochwertigen Belege dafür gibt, dass Völker der Antike wie Ägypter, Phönizier, Griechen und Römer tatsächlich Windmühlen kannten.

So nennt der italienische Wirtschaftshistoriker Malanima z. B. als ersten bekannten Beleg für die Existenz von Windmühlen eine frühmittelalterliche Schriftquelle aus der ersten Hälfte des 7. Jahrhunderts nach Christus.

Nachdem in Preußen in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts die Gewerbefreiheit eingeführt wurde, kam es zu einem deutlichen Aufschwung der Windmühlenindustrie.

Nach Zählungen der Preußischen Regierung waren im Deutschen Kaiserreich noch 1895 18.362 Windmühlen in Betrieb.

Im Jahr 1850 sollen in Europa noch 200.000 Windmühlen in Betrieb gewesen sein.

Die Energieeffizienz von Windmühlen bzw. Windkraftanlagen beträgt ca. 40 bis 50 Prozent.

Wasserkraftwerke

Frühe Wasserkraftwerke

Cragside, England (1880): William Armstrong baute das allererste Wasserkraftwerk der Welt, das eine einzige Bogenlampe in seiner Galerie mit Strom versorgte.

Vulcan Street Plant, USA (1882): Gilt als das erste Wasserkraftwerk, das Strom an ein öffentliches Verteilnetz lieferte und Strom an mehrere Kunden verkaufte.

Erstes Großkraftwerk

Niagarafälle, USA (1895): Das erste Groß-Wasserkraftwerk der Welt wurde an den Niagarafällen in Betrieb genommen und gilt als Meilenstein in der modernen Stromerzeugung und -verteilung.

Das älteste Wasserkraftwerk Deutschlands war das Laufwasserkraftwerk in Bad Reichenhall, das am 15. Mai 1890 in Betrieb genommen wurde und das erste Wechselstrom-Kraftwerk des Landes war. Weitere frühe Wasserkraftwerke sind das Kraftwerk „Steinerne Renne“ in Ilsenburg, das Wasserkraftwerk Hinterstein und die Fernmühle in Ziegenrück, die um 1900 entstanden.

Laufwasserkraftwerk Bad Reichenhall: In Betrieb genommen am 15. Mai 1890, gilt es als Deutschlands erstes Laufwasserkraftwerk und erstes Wechselstrom-Kraftwerk für öffentliche Beleuchtung.

Kraftwerk „Steinerne Renne“: Eines der ältesten Wasserkraftwerke Deutschlands, das ursprünglich zur Versorgung eines Schotterwerks diente, ist heute als Kleinwasserkraftwerk mit moderner Technik wieder in Betrieb.

Laufwasserkraftwerk Hinterstein: Wird als ältestes Wasserkraftwerk der Allgäuer Kraftwerke bezeichnet.

Fernmühle in Ziegenrück: Eines der ältesten noch teilweise in Betrieb befindlichen Laufwasserkraftwerke Deutschlands, das um 1900 errichtet wurde und heute als Wasserkraftmuseum dient.

In Deutschland gibt es rund 7.300 bis 8.300 Wasserkraftanlagen. Ein großer Teil davon, etwa 90 %, sind kleine Anlagen mit einer Leistung von maximal einem Megawatt. Der Großteil der Anlagen konzentriert sich in den südlichen Bundesländern wie Bayern und Baden-Württemberg.