Turbinenarten

Francis-Turbine

Bei der Francis-Turbine wird das Wasser durch einen Leitapparat mit verstellbaren Schaufeln auf die gegenläufig gekrümmten Schaufeln des Laufrades gelenkt. Da das Wasser vor dem Eintritt in die Turbine unter höherem Druck steht als nach dem Austritt, spricht man auch von einer Oberdruckturbine. Die Francis-Turbine wurde 1849 von James B. Francis entwickelt. Sie wird meistens bei mittleren Fallhöhen und Durchflussmengen eingesetzt. Ihr max. Wirkungsgrad liegt bei 90 Prozent. Ein großer Vorteil der Francis-Turbine ist, dass sie in Pumpspeicherkraftwerken auch als Pumpe eingesetzt werden kann.

Pelton-Turbine

Bei der Pelton-Turbine wird ausschließlich die Bewegungsenergie des Wassers genutzt, das aus einer oder mehreren Düsen auf die becherförmigen Schaufeln des Laufrades trifft. Der Wasserstrahl treibt mit einer Geschwindigkeit von bis zu 500 km/h das Laufrad an, das zwischen 20 und 40 becherförmigen Schaufeln besitzt.

Da das Antriebswasser nach dem Austritt aus der Düse auf Umgebungsdruck entspannt wird, spricht man auch von einer Gleichdruck-Turbine. Sie ist typisch für Speicherwasser-Kraftwerke im Hochgebirge. Ihr Wirkungsgrad liegt bei über 90 Prozent.

Kaplan-Turbine

Für Laufwasser-Kraftwerke verwendet man in den meisten Fällen einen Turbinentyp, der 1913 von dem österreichischen Professor Victor Kaplan entwickelt wurde.

Eine Kaplan-Turbine gleicht einem Schiffspropeller, bei der die Schaufeln des Laufrades wie auch die des Leitapparates verstellbar sind. Dadurch kann die Turbine an die jeweiligen Wassermengen und Fallhöhen angepasst werden.

Die Kaplan-Turbine wird in den meisten Fällen senkrecht eingesetzt und von oben nach unten von Wasser durchströmt. Ihren höchsten Wirkungsgrad von 95 % erreicht die Turbine bei geringen Fallhöhen und großen Wassermengen. Sie eignet sich daher insbesondere für Flusskraftwerke mit gleichmäßig dahinströmenden Wasser.