Turbinenarten

Francis-Turbine

Die Francis-Turbine ist der am meisten verwendete Turbinentyp unter den Wasserturbinen. Sie werden bei Fallhöhen von circa 20 m bis 700 m eingebaut und erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 90 %. Das Wasser wird bei der Francis-Turbine durch die spiralförmige Zuleitung, dem Spiralgehäuse, über das feststehende Leitrad und die beweglichen Leitschaufeln zum Laufrad geleitet. Die beweglichen Leitschaufeln ermöglichen die Regelung der Wassermenge. Francis-Turbinen sind für die Nutzung stark schwankender Wassermengen wenig geeignet.

Kaplan-Turbine

Das Laufrad gleicht bei der Kaplan-Turbine einem Schiffspropeller dessen Flügel verstellbar sind. Es wird von Wasser umströmt und treibt einen Generator an. Das Leitwerk lenkt das einströmende Wasser so, dass es in einem optimalen Winkel auf die Schaufeln des Laufrads trifft. Dadurch kann auf Schwankungen in der Wasserzufuhr optimal reagiert werden. Kaplan-Turbinen sind bestens geeignet für den Einsatz bei niedrigen bis niedrigsten Fallhöhen und großen schwankenden Durchflussmengen. Die Kaplan-Turbine ist damit prädestiniert für große Flusskraftwerke.

Pelton-Turbine

Der Betrieb einer Pelton-Turbine ist besonders wirtschaftlich bei großen Fallhöhen zwischen 50 bis 1.500 m und kleineren Wassermengen. Aus Düsen trifft das Wasser unter hohem Druck auf die becherförmigen Schaufeln des Laufrades. Über die Verstellung der Düsennadel kann die Wassermenge reguliert werden. Die Pelton-Turbine wird vorzugsweise in Speicherkraftwerken eingesetzt.

Durchströmturbine (Ossberger)

Die Turbine hat ein walzenförmiges Laufrad mit radial angeordneten teilzylindrischen Schaufeln. Vom Leitapparat gesteuert durchströmt das Triebwasser das Laufrad zuerst von außen nach innen, um nach Durchqueren des Laufradinneren gegenüberliegend wieder auszutreten, wodurch sich das Laufrad selbst reinigt. Durch eine Unterteilung des Gehäuses im Verhältnis 1:2 lässt sich jede Wassermenge von 1/6 bis 1/1 Beaufschlagung mit optimalem Wirkungsgrad abarbeiten.
Die Durchströmturbine kommt bei einem üblichen Fallhöhenbereich von 2 bis 200 m und für mittlere und schwankende Durchflussmengen zum Einsatz. Die preiswerte Turbinenbauart ist auf einen Leistungsbereich bis etwa 3500 kW beschränkt. Ein Vorteil gegenüber allen übrigen Turbinentypen liegt in der Einfachheit der Konstruktion.

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