Turbinearten

Kaplan-Turbine

Aufbau einer Kaplan-Turbine Quelle: wikipedia Urheber: Voith Siemens Hydro Power Generation

Die Kaplan-Turbine gleicht einem Schiffspropeller. Wobei die Schaufeln verstellbar und so mit der Wassermenge anpassbar sind. Die Leitschaufeln versetzen das Wasser in einen Drall, damit es parallel zur Welle auf die Schaufeln trifft. Meist ist die Kaplan-Turbine so eingebaut das ihre Wehle senkrecht steht, so trifft das Wasser von oben herab auf die Flügel. Ist sie waagerecht eingebaut so nennt man dies eine Kaplan-Rohrturbine, welche bei niedrigen Fallhöhen eingesetzt wird. Der Wirkungsgrad liegt etwa bei 80 - 95%. Sie ist durch ihre verstellbaren Schaufeln bestens für Gewässer mit schwankender Wassermenge geeignet. Meist wird sie in Laufwasserkraftwerken eingesetzt.

Pelton-Turbine

Aufbau einer Pelton-Turbine Quelle: wikipedia Urheber: Voith Siemens Hydro Power Generation

Bei der Pelton-Turbine wird das Wasser durch eine oder mehrere Düsen mit bis zu 200 bar Druck auf die Schaufeln des Laufrades gepresst. Da nur die Innenseite der Schaufeln mit dem Wasser in Kontakt kommt ist der Verlust an Energie durch das Wasser vergleichsweise gering. Meist werden zwei oder vier Düsen eingesetzt. Die Schaufelblätter sind in zwei Halbschaufeln geteilt, so genannte Becher. So wird das Wasser fast 180 Grad abgelenkt und gibt fast seine ganze Energie an die Turbine ab. Ihr Wirkungsgrad liegt zwischen 85% und 90%. Meist wird sie in Kraftwerken mit hohen Fallhöhen eingesetzt, da ein minimaler Druck erforderlich ist. Allerdings bringt sie auch bei niedrigerer Auslastung noch gute Leistung.

Francis-Turbine

Aufbau einer Francis-Turbine Quelle: wikipedia Urheber: Voith Siemens Hydro Power Generation

Die Francis-Turbine versetzt mit Hilfe eines schneckenförmigen Rohr das Wasser in Drall und leitet es mit Hilfe des feststehenden Leitrades auf die gegenläufig gekrümmten Schaufeln des Laufrads, welches in der Mitte der Turbine sitzt. Mit Hilfe der Leitschaufeln wird die Turbine an die wechselnden Wasserständen und die schwankende Stromnachfrage angepasst. Der Aufwand für die Regelung der Schaufeln ist erheblich und macht einen großen Anteil an den Kosten aus. Der Wirkungsgrad liegt etwa bei 90%. Oft wird diese Turbinenart in Pumpspeicherkraftwerken eingebaut, da sie umgekehrt auch als Pumpe genutzt werden kann.