Alpine Technologien 2021

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AKTUELL
Wasserkraftmaschine Turbine
Wasserkraft ist Südtirols wichtigste
erneuerbare Energiequelle. Zentrale
Elemente eines Wasserkraftwerks sind
Generatoren und Turbinen. Dank modernster
Wasserturbinen können heute
sehr hohe Leistungen erzielt werden.
Jahrhundertelang zählte das Wasser aus
Flüssen und Wildbächen zu den wenigen
Antriebskräften, die den Menschen
in den Alpen die beschwerliche Arbeit
erleichterten. Besonders beliebt und
verbreitet war das Wasserrad. Heute gilt
das Wasserrad als Vorläufer moderner
Wasserturbinen. Sie bilden das Herzstück
der Wasserkraftwerke.
Die Nutzung der Wasserkraft beginnt
in Südtirol Ende des 19. Jahrhunderts.
Dank großen Wasservorkommens und
gebirgiger Landschaft mit großen Höhenunterschieden
bieten sich in Südtirol
ideale Voraussetzungen für die Stromerzeugung.
So verwundert es nicht, dass
bis heute rund 90 Prozent des in Südtirol
erzeugten Stroms aus Wasserkraft
stammen. Dafür braucht es leistungsstarke
Turbinen. Sie wandeln die Energie des
Wassers in Bewegung um. Durch ihre Bewegung
treibt die Turbine einen Generator
an, der elektrische Energie erzeugt. Es
entsteht Wechselstrom, der ins Stromnetz
eingespeist werden kann.
Bei großer Fallhöhe: Pelton-Turbine
1879 baute der Amerikaner Lestor
Pelton die erste nach ihm benannte
Turbine. In einer Pelton-Turbine wird
das Wasser mit hoher Geschwindigkeit
in die Düse/Düsen eingeleitet.
Der Wasserstrahl entweicht aus der
Düse und trifft auf die Peltonschaufeln,
um das Laufrad in Bewegung
zu setzen. Dieses ist direkt auf der
Generatorwelle montiert und wandelt
die Bewegungsenergie in elektrische
Energie um.
Mittlere Fallhöhe: Francis-Turbine
Die Francis-Turbine wurde 1849
von James B. Francis entwickelt.
Bei diesem Turbinentyp wird das
Wasser über einen spiralförmigen
Kanal in Richtung des Flügelrads
befördert. Die Schaufeln können an
die Strömungsgeschwindigkeit des
Wassers angepasst werden und passen
sich dementsprechend auch an die
Änderungen des Wasserdrucks an.
Das Wasser bewegt die gekrümmten
Schaufeln des Laufrads, die wiederum
direkt mit dem Generator
verbunden sind. Die Francis-Turbine
erfordert einen erheblichen baulichen
Aufwand, überzeugt aber mit ihrer
Leistungsfähigkeit.
1-düsige Pelton-Turbine
Bei niedriger Fallhöhe: Kaplan-Turbine
1913 entwickelte der österreichische Ingenieur
Viktor Kaplan die Francis-Turbine
weiter: So entstand die Kaplan-Turbine. Sie
wird fast ausschließlich mit einer vertikalen
Achse gebaut, da die optimale Strömungsrichtung
durch die Turbine von oben nach
unten verläuft. Das einströmende Wasser
wird durch den Kanal so reguliert, dass
der Wirkungsgrad der Turbine an die
Bedürfnisse und den Wasserfluss angepasst
und optimiert wird. Die Strömung des
abgeleiteten Wassers erreicht die Verteilerlamellen,
die das Wasser auf die parallel
zur Welle angeordneten Laufradschaufeln
befördern und somit die Energie zum
Generator transportiert wird. Die Laufradschaufeln
der Kaplan-Turbine können
so ausgerichtet werden, dass sie eine hohe
Energieausbeute erzielen.
Wasserkraft
Energie aus der Natur
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