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Charakteristische technische Stärken und Schwächen von Wasserrädern und Wasserturbinen.

Überblick über Francis-, Kaplan- und Peltonturbine.
© Rebhahn, E. : Energiehandbuch.

Schema eines Hochdruckkraftwerks mit Seitenkanal. Im Unterschied zur Darstellung würde man heute die Durchlässigkeit für Fische und andere Tiere durch eine Fischaufstiegsanlage in Form eines speziellen Seitenkanals ermöglichen. [Quelle: Bundesamt für Konjunkturfragen].
© Bundesamt für Energie, Abt. AEE/ Sektion EE
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Technik

Wasserräder werden heute in Deutschland dann eingesetzt, wenn das Wasser eine geringe Fallhöhe unter 10 m aufweist (Abb. 4). In den heutigen Wasserkraftwerken werden fast ausschließlich Turbinen eingesetzt. Drei Turbinenformen (Abb. 5) haben sich auf dem Markt durchgesetzt: Kaplan-, Francis- und Peltonturbine. Zu diesen Grundformen gibt es noch zahlreiche Varianten.

Den prinzipiellen Aufbau einer Wasserkraftanlage zeigt Abb. 6. Zur Anlage gehören: Bauwerke zur Wassererfassung (Wehranlage, Staumauer, Staudamm) und zur Oberwasserzuführung (Stollen, Leitungen), ein Maschinenhaus (Turbinen, Generatoren) und die unterseitige Ableitung (Stollen, Leitungen). Wasserkraftwerke lassen sich nach unterschiedlichen Kriterien klassifizieren. Steht die Betriebsart im Vordergrund, unterscheidet man: Laufwasserkraftwerke, Speicherkraftwerke (z. B. Talsperren) und Pumpspeicherkraftwerke. Nach der Fallhöhe wird in Niederdruck- (1 - 20 m), Mitteldruck- (20 – 100 m) und Hochdruck- Anlagen (> 100 m) und nach der Leistung in Kleinkraft- (< 1 MW), Mittelkraft- (1 - 100 MW) und Großkraftwerke (> 100 MW) differenziert.

Die elektrische Leistung einer Wasserkraftanlage ist abhängig von der hydraulichen Leistung und dem Wirkungsgrad von Turbine und Generator. Im Laufe eines Jahres kommen Kleinanlagen auf 4.000 - 5.000 und Großanlagen auf 4.500 - 5.700 Betriebsstunden (Volllast).

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