Strom fliesst aus der Steckdose – aber woher kommt er ursprünglich? Die Antwort steckt in einem physikalischen Grundprinzip, das vor fast 200 Jahren entdeckt wurde und bis heute die Basis der weltweiten Stromerzeugung bildet.
Im Jahr 1831 machte der englische Physiker Michael Faraday eine Entdeckung, die die Welt verändern sollte. Er wickelte zwei Kupferspulen um einen Eisenring, schloss eine an eine Batterie und die andere an ein Messgerät. Als er den Stromkreis der ersten Spule öffnete und schloss, zeigte das Messgerät der zweiten kurz einen Ausschlag. Die Energie hatte sich unsichtbar von einer Spule zur anderen übertragen.
Faraday erkannte: Ein sich veränderndes Magnetfeld erzeugt in einem benachbarten Leiter eine elektrische Spannung. Dieses Prinzip nennt sich elektromagnetische Induktion, und es ist die Grundlage jedes Generators bis heute.
Ein Generator wandelt Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Im Kern besteht er aus zwei Teilen: dem Rotor, einem rotierenden Teil mit einem Elektromagneten oder einer Spule, und dem Stator, einem feststehenden Teil mit Leiterspulen. Dreht sich der Rotor, verändert sich das Magnetfeld in den Statorspulen kontinuierlich, und es entsteht eine Spannung. Je schneller die Drehung, desto höher die erzeugte Spannung.
Der Rotor dreht sich im Magnetfeld. Er wird durch eine Turbine angetrieben.
Der Stator ist feststehend. Dank den Leiterspuhlen entsteht Spannung.
Kein Generator wandelt Bewegung vollständig in Strom um. Ein Teil der Energie geht als Wärme verloren, durch Reibung und elektrischen Widerstand. Moderne Generatoren erreichen Wirkungsgrade von 95 bis 99 Prozent, das Gesamtsystem vom Brennstoff bis zur Steckdose liegt aber deutlich tiefer.
Das Grundprinzip ist klar, aber was bringt den Rotor zum Drehen? Hier kommen verschiedene Energiequellen ins Spiel.
Bei thermischen Kraftwerken wird Wasser erhitzt, durch Verbrennung von Kohle, Gas oder Öl oder durch Kernspaltung. Der entstehende Dampf treibt eine Turbine an, die den Generator dreht. Dieselbe Logik gilt für Geothermiekraftwerke: Heisses Wasser aus tiefen Erdschichten wird als Dampf an die Oberfläche geleitet und dort zur Stromerzeugung genutzt. Der Unterschied liegt nur in der Wärmequelle, der Mechanismus ist identisch.
Wasserkraftwerke nutzen fliessendes oder fallendes Wasser, das eine Turbine direkt dreht. In der Schweiz ist Wasserkraft mit rund 56 Prozent des Stroms die mit Abstand wichtigste Quelle (bezieht sich auf das Jahr 2025. 2024 lag der Anteil sogar bei 60 Prozent). Bei Windkraftanlagen drehen Rotorblätter, angetrieben vom Wind, über eine Welle den Generator.
Was an diesem Prinzip fasziniert: Ob Kohlekraftwerk, Atomkraftwerk, Wasserkraftwerk, Windkraftanlage oder Geothermieanlage – überall dreht sich letztlich eine Turbine und treibt einen Generator an. Die Energiequelle ist verschieden, der Mechanismus ist derselbe. Faradays Entdeckung von 1831 steckt also heute noch in vielen Kraftwerken auf der ganzen Welt.
Photovoltaik funktioniert grundlegend anders, ohne Turbine und ohne Generator. Solarzellen bestehen aus Halbleitermaterial, meistens Silizium. Fällt Licht darauf, löst es Elektronen aus dem Material und setzt sie in Bewegung. Diese gerichtete Elektronenbewegung ist elektrischer Strom.
Das Ergebnis ist Gleichstrom. Da das Stromnetz mit Wechselstrom arbeitet, wandelt ein Gerät namens Wechselrichter den Gleichstrom der Solarzellen in netzkonformen Wechselstrom um, bevor er ins Hausnetz oder ins öffentliche Netz eingespeist wird.
In wenigen Tagen: Welche Energiequellen gibt es im Detail, und warum stellen manche das Stromnetz vor neue Herausforderungen?
Dieser Artikel ist Teil unserer Serie «Energie einfach erklärt».