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Energie Schweiz Wasserkraft - Pumpspeicherkraftwerke
Wasserkraft Turbinenarten Francis-, Kaplan- und Peltonturbinen
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Turbinenarten

Francisturbinen

Die Francisturbine weist ein grosses Anwendungspektrum auf. Die Turbinen des Typs Francis werden in Anlagen mit verschiedenen Fallhöhen eingebaut. Das Wasser strömt durch die Leitschaufeln und erzeugt so eine Drehbewegung.

Das Wasser wird dem Turbinenlaufrad über eine Einlaufspirale zugeführt. Ein Leitapparat mit drehbaren Schaufeln übernimmt die Regulierung der Leistungsabgabe.

Kaplanturbinen

Die Kaplanturbine wird vom Wasser axial angeströmt. Die Schaufelflügel auf dem Laufrad sind verstellbar. Fischerverluste sind bei der Kaplanturbine kleiner als bei anderen Turbinentypen.

Diese Turbinenart vermag Wasserströme aus Fallhöhen bis 50 m und bis 1'000 m3/s zu bewältigen. Sie wird häufig bei mittleren Fallhöhen bis 30 m und grossen Wasserdurchflussmengen verwendet.

Die Kaplanturbine wird wie ihre Weiterentwicklung, die Rohrturbine, häufig bei Niederdruck-Laufkraftwerken eingebaut. Bei der Kaplanturbine wird das Laufrad vertikal angeströmt, bei der Rohrturbine horizontal. Das fliessende Wasser wird daher bei Kaplanturbinezum Turbinieren zweimal umgelenkt. Bei der Rohrturbine strömt das Wasser horizontal durch den Turbinenkanal.

Diese Turbinenart hat im Vergleich zur Kaplanturbine keine Umlenkungsverluste und daher einen höheren Wirkungsgrad. Die Maschinenhäuser von mit Rohrturbinen ausgerüsteten Kraftwerken wie das neue Kraftwerk Hagneck am Bielersee können weniger hoch und damit landschaftsverträglicher gebaut werden als das alte Kraftwerk Hagnec , welches mit Kaplanturbinen arbeitet.

2020: Das Flusskraftwerk Aarau arbeitet gegenwärtig mit Kaplanturbinen. In einem neu vorgestellten Projekt will das Energieunternehmen Eniwa das Kraftwerk neu bauen und mit Rohrturbinen ausrüsten. Gegen das Projekt sind Einsprachen hängig (Stand: Februar 2020).

Peltonturbine

Die Peltonturbinen werden bei Anlagen mit grossen Fallhöhen eingesetzt. Die zweiteiligen Turbinenschaufeln setzen den Wasserdruck in eine Drehbewegung um. Die Turbinenräder der Peltonturbinen drehen sich bei den meisten Kraftwerken in einer horizontalen Ebene.

Bei der Peltonturbine (eine Freistrahlturbine) sitzen die Schaufeln starr auf dem Laufrad. Ein durch eine Düse gebildeter Wasserstrahl trifft auf die konkav geformten Schaufelkörper. Die dabei erzeugten Impulse treiben das Laufrad an.

Ein einzelner Schaufelkörper (Doppelbecher) am Laufrad ist ähnlich wie eine "aufgeklappte Muschel" geformt. Der Innerraum ist blank geschliffen und vermag durch sein besonderes Relief, die Energie des Wasserstrahls aus der Düse optimal in Bewegungsenergie für die Laufraddrehung umzuwandeln (siehe: Energieumwandlungsprozesse und Impuls = Kraftstoss).

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