Station 3
Turbinen
Ein technologischer Meilenstein in der Wasserkraftnutzung wurde 1827 erreicht, als der Franzose Fourneyron die ersten Wasserturbinen konstruierte. Ab 1883 folgten die ersten Dampfturbinen in Schweden und England. Doch was genau ist eine Turbine? Sie verwandelt die Energie eines strömenden Mediums - sei es Gas, Dampf oder in unserem Fall Wasser - in mechanische Rotationsenergie und überträgt diese auf eine Welle. Dabei arbeiten zwei Hauptkomponenten zusammen: das mit der Welle fest verbundene Laufrad und das Gehäuse mit seinen Leitschaufeln. An der Welle ist meist ein Generator zur Stromerzeugung angeschlossen.
Bei den Wasserkraftturbinen, die Sie hier im Museum sehen, unterscheiden wir drei Haupttypen nach der Anströmrichtung des Wassers:
Der axiale Typ, wie die Kaplan- oder Propellerturbine, besitzt ein propellerartiges Laufrad, das wie ein Ventilator quer im Rohr montiert ist. Die Schaufeln können dabei verstellbar sein, und die Welle lässt sich sowohl horizontal als auch vertikal einbauen. Zwei beeindruckende Beispiele dieser Bauart werden Sie im weiteren Verlauf der Führung noch kennenlernen: die ursprüngliche Turbine des Kraftwerks Hottingen sowie das Laufrad des ehemaligen Kraftwerks Rheinfelden mit seiner senkrecht stehenden Achse.
AXIALER TURBINENTYP
Bei der tangentialen Bauart, etwa der Peltonturbine, trifft das Wasser mit sehr hoher Geschwindigkeit als gebündelter Strahl aus einer oder mehreren Düsen auf die halbkugelförmigen Doppelbecher des Laufrads.
TANGENTIALER TURBINENTYP
Die radiale Variante, zum Beispiel die Francisturbine, wird von außen angeströmt. Das zufließende Wasser wird über ein schneckenförmiges Gehäuse (die Spirale), dessen Querschnitt immer kleiner wird, gleichmäßig um die Turbine geführt. Über regelbare Leitschaufeln strömt es auf das Laufrad und wird dann in Richtung der Welle in das abführende Gewässer geleitet.
Während heute Wasserturbinen üblicherweise zur Stromerzeugung mit Generatoren gekoppelt sind, finden Sie in unserem Museum auch faszinierende Beispiele direkter Kraftnutzung: Bei der Francisturbine der ehemaligen Papierfabrik Albbruck trieb das Schwungrad unmittelbar eine Schleifmaschine an, die Papierholz zu feinen Fasern verarbeitete. Über ein vorgelagertes Kugelventil konnte die Wassermenge reguliert und damit die Drehzahl der Schleifmaschine gesteuert werden. Ein weiteres faszinierendes Exponat ist die Girard-Turbine aus einer Todtmooser Schreinerei. Hier konnte der Schreinermeister die Geschwindigkeit seiner Maschinen direkt aus der Werkstatt über ein Handrad regulieren, das die Wassermenge zur Turbine steuerte.
ANTIKE WASSERRÄDER UND WASSERTURBINEN
Dieses Projekt wurde gefördert durch den
Naturpark Südschwarzwald e. V. mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg und der Lotterie Glücksspirale.
