Wasserturbinen

Wasserturbinen lassen sich in Überdruckturbinen (Kaplan-, Francis-Turbine) und Gleichdruckturbinen (Pelton-Turbine) einteilen.

Kaplan-Turbinen werden bei Fallhöhen bis 50 m und großen Wassermengen eingesetzt. Regelbare Leitschaufeln lenken das Wasser vor dem Eintritt in das Schaufelrad, um einen optimalen Aufprallwinkel zu erreichen. Die propellerartigen Laufschaufeln können einen Durchmesser von mehreren Metern aufweisen.

Überdruckturbinen nutzen die kinetischen als auch die potentielle Energie des strömenden Wassers. Das Einsatzgebiet von Durchströmturbinen liegt bei niederen Fallhöhen und großen Wassermengen.  Die Technik der Durchströmturbinen erlaubt den Einsatz bei stark variierenden Wassermengen.

Der Vorteil von Durchströmturbinen liegt bei seinem relativ gleichmäßigen Wirkungsgrad bei stark schwankenden Wassermengen. Prinzipiell gilt, dass im Bereich von 25% bis 100% der maximalen Wassermenge, der Wirkungsgrad in etwa gleich bleibt.

Bei einer Teillast von 35% wird bereits der maximale Wirkungsgrad von bis zu 90% erreicht.
Eine Sonderform der Kaplan-Turbine ist die Rohrturbine, der Generator mit angeflanschter Turbine ist in einem Gehäuse im wasserführenden Rohr untergebracht. Rohrturbinen werden z.B. bei Gezeitenkraftwerken eingesetzt. Denkbar ist auch ein Eigenbau, bei dem sich das Laufrad im Rohr befindet und die Achse nach oben an den außenliegenden Generator geführt wird.

Die Francis-Turbinen werden bei Fallhöhen von bis zu 400 m eingesetzt. Die Wasserumlenkung wird durch bewegliche Leitbleche am Umfang und durch feststehende Leitflügel innerhalb des Laufrades vorgenommen. Bei 80 bis 90 % der Nennleistung liegt der maximale Wirkungsgrad. Bei Teillast fällt der Wirkungsgrad stark ab, somit ist diese Turbine möglichst knapp unterhalb der Nennleistung zu betreiben.

       

Die Pelton- oder Freistrahlturbine wird bei Fallhöhen bis 2.000 m eingesetzt. Das Wasser wird durch Düsen strahlförmig tangential auf doppel- becherreihige Schaufeln geleitet. Die Turbinenleistung wird über Nadelventile in den Düsen gesteuert. Es werden in Abhängigkeit des Volumenstroms mehrere Nadeldüsen eingesetzt. Sie wandeln die im strömenden Wasser enthaltene potentielle Energie in kinetische Energie um.

Bereits bei ca. 30 % der Nennleistung wird ein Wirkungsgrad von 90 – 95% erreicht. Miniturbinen arbeiten mit sehr kleinen Peltonturbinen. Sie werden für den Inselbetrieb mit Akkupuffern verwendet.  

Der Vorteil der kleinen Peltonturbinen liegt beim gleichmäßigen Wirkungsgrad bei stark schwankenden Wassermengen. Prinzipiell bewirkt ein höherer  Druck einen größeren Wirkungsgrad.

Bei Kleinstturbinen im Leistungsbereich von 100 W bis 1500 W  sind Anlagen auf dem Markt, die mit Fallhöhen von  10m  bis 100 m Gefälle arbeiten. Die nutzbaren Wassermengen liegen zwischen 1 und 10 l/sec.

 

Verschiedene Turbinen für Kleinwasserkraftwerke bis 150 kW kann man finden/ kaufen bei:

http://www.ac-elektronik.it/

Hier einige Prospekte mit freundlicher Genehmigung von Herrn Dipl. Ing. Knut Achilles, ac-elektronik.

Prospekt 1: Kleinkraftwerke bis 100 kW

Prospekt 2: Durchströmturbinen

Prospekt 3: Miniturbinen

   back   top   next  

 

 

 

alternate-energy.de

die etwas andere Seite für alternative Energie Ideen