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Vorbild jeder Turbine ist das Wasserrad, Wasser von Alters her das ortsfeste
Antriebsmedium einfacher mechanischer Prozesse, wie z.B. das Mahlen von
Getreide oder das Schöpfen von Wasser. Die Turbine ist die moderne
Form des Wasserrads, wobei dieses offen geführt wird, die Turbine
ein geschlossener Mechanismus ist. Vorteil des Wasserrads ist, daß
es auch mit kleinen Durchflußmengen betrieben werden kann, während
die Turbine - abhängig natürlich von der Dimensionierung - eine
größere Mindestwassermenge benötigt.
Bei den Turbinen für die Stromerzeugung durch Wasserkraft unterscheidet
man
1. Kaplan-Turbinen
2. Francis-Turbinen
3. Pelton-Turbinen
1. Kaplan-Turbine
Typ der Überdruckturbine, bei der die potenzielle Energie des Wassers
in Druckenergie umgewandelt wird, bevor es die Turbine antreibt. Das Turbinenrad
gleicht einer Schiffsschraube, die in der Regel axial durchströmt
wird. Beide, Leitapparat, der der Turbine das Wasser gezielt zuführt,
als auch die Schaufeln des Laufrades sind meist verstellbar. Die maximalen
Leistungen von Kaplan-Turbinen liegen bei etwa 500 MW und die Fallhöhe
des Wassers, bis zu der sie eingesetzt werden, bei etwa 60 m. Daher werden
sie fast ausschließlich in Laufwasserkraftwerken verwendet.
2. Francis-Turbine
Typ der Überdruckturbine, bei der das Triebwasser aus dem Leitapparat
radial in die Laufradschaufeln ein- und axial wieder ausströmt. Dabei
wird Fließrichtung des Wassers umgelenkt. Da die Laufradschaufeln
nicht verstellbar sind, findet die Regulierung des Triebwassers über
den Leitapparat statt.Man unterscheidet zwischen langsam und schnell drehenden
Turbinenrädern (Langsam- und Schnelläufer). Francis-Turbinen
erreichen Leistungen von etwa 1.000 MW und werden bei Anlagen mit bis
zu 700 m Fallhöhe verwendet. Sie werden sowohl in Laufwasser- als
auch in Speicherwasserkraftwerken eingesetzt. in Frage.
3. Pelton-Turbine
Typ der Gleichdruckturbine. Dabei wird die potenzielle Energie des Wassers
schon in der Leitvorrichtung in Bewegungsenergie umgewandelt. Dabei herrscht
im Wasser vor und nach der Turbine im Prinzip der gleiche Druck. Das Laufrad
der Pelton-Turbine ist mit vielen unverstellbaren Schaufeln besetzt ist
und erinnert äußerlich an ein Wasserrad. Die höchsten
Leistungen von Pelton-Turbinen betragen rund 500 MW, die größten
Fallhöhen etwa 2.000 m, weshalb sie vor allem in Speicherwasserkraftwerken
mit großen Höhenunterschieden verwendet werden.
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