Was sind Wasserturbinen?
Wasserturbinen werden verwendet, um Energie aus fließendem Wasser zu gewinnen, typischerweise zur Erzeugung von Wasserkraft. Sie treiben Wasser an schrägen Schaufeln vorbei, die die Turbinen drehen. Wasserturbinen können mechanisch an Maschinen oder an einen elektrischen Generator angeschlossen werden. Dampfturbinen arbeiten mit gasförmigem Dampf und nicht mit flüssigem Wasser.
Der Vorläufer von Wasserturbinen war das Wasserrad, das seit Tausenden von Jahren verwendet wurde. Ein Wasserrad ist vertikal ausgerichtet, wobei immer nur ein kleiner Teil unter Wasser liegt. Diese Art von Rad beruht auf dem horizontalen Impuls des Wassers in einem Fluss, um sich zu drehen. Damit dies funktioniert, muss das Rad Rippen oder Schaufeln haben, um das Wasser aufzufangen. Das gleiche Prinzip wird im Schaufelrad eines Dampfschiffes angewendet.
Wasserturbinen arbeiten jedoch anders, wobei die Schaufeln analog zu denen einer Windmühle angeordnet sind. Flüssigkeit fließt durch eine Windmühle und nicht daran vorbei. Das gleiche Design wird für Wasserturbinen verwendet, obwohl die Form der Schaufeln für Wasser anstelle von Luft optimiert ist.
Die Wasserturbine wurde im 19. Jahrhundert intensiv genutzt. Bevor Strom zur Verfügung stand, wurden die Fabriken mechanisch angetrieben. Wasserturbinen wurden an Maschinen so angebracht, wie der Motor eines Autos an den Rädern befestigt ist. Ein Motor kann sich weiter drehen, während ein Getriebe die Kraft auf die Räder verteilt, indem eine mechanische Verbindung hergestellt oder unterbrochen wird. In ähnlicher Weise kann eine Fabrik ohne Strom betrieben werden.
In jüngster Zeit wurden Wasserturbinen in Wasserkraftwerken eingesetzt. Bei diesen Pflanzen handelt es sich typischerweise um einen Damm mit einem signifikanten Unterschied im Wasserstand zwischen den Seiten. Die Anlage extrahiert die im höheren Wasser gespeicherte potentielle Energie der Schwerkraft, indem sie es zwingt, durch Wasserturbinen zu strömen. Mit anderen Worten, wenn das Wasser vom hohen zum niedrigen Pegel fällt, drückt es auf die Schaufeln einer Wasserturbine und dreht die Turbine. Rotationsenergie wird mit einem elektrischen Generator in Strom umgewandelt. Im Jahr 2008 machte die Wasserkraft den größten Teil der weltweit erzeugten erneuerbaren Energie aus.
Dampfturbinen hingegen nutzen Energie aus Dampf anstelle von flüssigem Wasser. Sie werden häufig in anderen Kraftwerkstypen eingesetzt. Tatsächlich ist die Dampfturbine die primäre Methode zur Umwandlung von Wärmeenergie in kinetische Energie in Großanwendungen. Unabhängig davon, ob die Wärme in einem Kraftwerk aus der Kohleverbrennung oder der Kernspaltung stammt, wird sie zum Kochen von Wasser und zur Erzeugung von Dampf verwendet. Der Hochdruckdampf wird dann umgeleitet, um durch eine Turbine zu strömen, wodurch sich diese schnell dreht und einen elektrischen Generator dreht.