Bilder z.T. aus Strombasiswissen: Wasserkraft
Die ursprünglich aus Holz gebauten Wasserräder wurden ab etwa 1800 aus Gusseisen hergestellt. Ab dem Jahr 1825 konstruierte man in Frankreich die ersten Wasserturbinen, von denen heute im Wesentlichen drei wichtige Typen verwendet werden.
Pelton-Turbine (1880)Sie stellt eine Weiterentwicklung des Stoßrades dar und nutzt die kinetische Energie des aus großen Höhen fallenden Wassers (stürzt Wasser z.B. 1000m herab, so hat es eine Geschwindigkeit von ca. |
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Francis-Turbine (1849)Die Francis-Turbine wird als das "Lastpferd der Wasserkraftnutzung" bezeichnet, da sie in einem sehr breiten Bereich (vgl. folgende Tabelle) einsetzbar ist. Bei ihr wird das Wasser durch ein feststehendes aber verstellbares Leitwerk zum Laufrad geleitet. Im Gegensatz zur Kaplan-Turbine strömt das Wasser senkrecht zur Laufradachse ein. |
Einbau des Laufrades einer Francis-Turbine |
Kaplan-Turbine (1912)Diese Turbine wurde durch V. Kaplan aus der Francis-Turbine weiterentwickelt. Die Kaplan-Turbine ist speziell für geringen Wasserdruck aber große, stark schwankende Durchflussmengen geeignet, wie sie an Flüssen auftreten. Das Laufrad gleicht einem Schiffspropeller durch dessen verstellbare Schaufeln die Wassermassen strömen. Das Wasser wird durch ein ebenfalls verstellbares Leitwerk parallel zur Achse des Laufrades zugeführt. Die Kaplan-Turbine wird vorwiegend in großen Flusskraftwerken bei relativ geringer Strömungsgeschwindigkeit des Wassers eingesetzt. |
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In der folgenden Grafik ist der Einsatzbereich der verschieden Turbinen übersichtlich dargestellt:
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Typ
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Pelton-Turbine |
Francis-Turbine |
Kaplan-Turbine |
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Bild
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Einsatzbereich
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Speicherkraftwerke
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Speicherkraftwerke
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Laufkraftwerke
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Fallhöhe
in m |
200 - 2000
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10 - 700
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0 - 30
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Durchfluss-
menge |
4 - 15 m3/s
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4 - 55 m3/s
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4 - 350 m3/s
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Wirkungsgrad
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90 - 95 %
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ca. 90%
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80-95%
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